utilizando Unity 3D y VrBox para mejorar el proceso de Aprendizaje...

Facultad de Ingeniería

Carrera de Ingeniería de Sistemas e Informática

“Modelo de Gamificación Inmersiva

utilizando Unity 3D y VrBox para mejorar

el proceso de Aprendizaje Caso: Personal

Social”

Autores:

Eduardo Collado Rafael Alberto Edú Fernández Bernedo

Para optar el Título Profesional de

Ingeniero de Sistemas e Informática

Asesor:

M.C. Jhon Edilberto Monroy Barrios

Arequipa, mayo del 2019

ii

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a dios, seguidamente a nuestras familias por el apoyo incondicional y por el

motivarnos cada día para llegar a ser profesionales.

A la UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ por darnos la oportunidad de poder llevar

a cabo una vida universitaria.

A nuestro asesor M.C. JHON EDILBERTO MONROY BARRIOS, por su esfuerzo y empeño

con nosotros, además de brindarnos conocimiento, experiencia y motivación a lo largo de

la duración del programa especial de titulación.

A todos nuestros docentes, los cuales además de brindarnos conocimiento nos enseñaron

a ser mejores personas, y a la par motivarnos para llegar a ser ingenieros.

iii

RESUMEN

EL presente tema de tesis titulado “Modelo de Gamificación Inmersiva utilizando Unity

3D y VrBox para mejorar el proceso de Aprendizaje Caso: Personal Social “, surge

como una posible solución al problema de la excesiva cantidad de alumnos desaprobados

en el Perú el cual asciende a 84,750 de los 8,475,000 estudiantes matriculados durante el

año 2015 según la página del Ministerio de Educación (MINEDU).

El método que se utilizó fue de tipo experimental debido a que el modelo se pondrá a

prueba en los alumnos de la institución educativa nacional Corazón de Jesús La Pampa

Socabaya, se utilizó un cuestionario para poder obtener los requerimientos del docente a

cargo del curso de personal social, esto con el fin de poder realizar un modelo más

personalizado.

El método para poder validar que nuestro modelo propuesto es una mejor alternativa que

la enseñanza tradicional fueron los resultados obtenidos en las pruebas de entrada y salida

están conformados por preguntas que tratan de obtener la situación actual de los

estudiantes.

Se logró obtener mejores resultados frente a los modelos de enseñanza tradicional, estos

se obtuvieron con la T-Student el cual nos mostró que la nota media de los estudiantes con

iv

la enseñanza tradicional fue de 10.56 (C) y la nota media de los estudiantes con el modelo

propuesto fue de 14.473 (A).

Se logró concluir a través de las pruebas de entrada y salida que el modelo propuesto es

una mejor alternativa al momento de impartir conocimiento en comparación al método de

enseñanza tradicional.

Palabras claves: Aprendizaje, Gamificación, Realidad Virtual, Inmersión, VrBox, Unity 3D,

C#.

v

ABSTRACT

The present theme of the thesis entitled "Immersive Gamification Model using Unity 3D and

VrBox to improve the learning process Case: Social Personnel", arises as a possible

solution to the problem of the excessive number of students disapproved in Peru which

amounts to 84,750 of the 8,475,000 students enrolled during 2015 according to the page of

the Ministry of Education (MINEDU).

The method used was experimental because the model will be tested in the students of the

national educational institution Heart of Jesus La Pampa Socabaya, a questionnaire was

used to obtain the requirements of the teacher in charge of the staff course social, this in

order to be able to make a more personalized model.

The method to validate that our proposed model is a better alternative than traditional

teaching were the results obtained in the entrance and exit tests, which are formed by

questions that try to obtain the current situation of the students.

It was possible to obtain better results compared to the traditional teaching models, these

were obtained with the t-student which showed us that the average mark of the students

with the traditional teaching was 10.56 (C) and the average mark of the students with the

proposed model was 14.473 (A).

vi

It was possible to conclude through the entrance and exit tests that the proposed model is

a better alternative when imparting knowledge compared to the traditional teaching method.

Keywords: Learning, Gamification, Virtual Reality, Immersion, VrBox, Unity 3D, C #.

vii

ÍNDICE DE CONTENIDO

AGRADECIMIENTOS ...................................................................................................ii

RESUMEN .................................................................................................................... iii

ABSTRACT .................................................................................................................. v

ÍNDICE DE FIGURAS ................................................................................................... xi

ÍNDICE DE TABLAS ................................................................................................... xv

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ xvi

CAPÍTULO 1 ................................................................................................................ 1

GENERALIDADES ....................................................................................................... 1

1.1 Descripción de la realidad del problema ........................................................ 1

1.1.1 Pregunta principal de investigación .......................................................... 1

1.1.2 Preguntas específicas .............................................................................. 1

1.2 Objetivos de la investigación .......................................................................... 2

1.2.1 Objetivo general ....................................................................................... 2

1.2.2 Objetivos específicos ............................................................................... 2

1.3 Justificación e importancia ............................................................................. 2

1.3.1 Justificación académica ........................................................................... 2

1.3.2 Justificación social ................................................................................... 2

1.3.3 Justificación económica ........................................................................... 3

1.4 Alcances y limitaciones ................................................................................... 3

1.4.1 Alcances .................................................................................................. 3

1.4.2 Limitaciones ............................................................................................. 3

CAPÍTULO 2 ................................................................................................................ 4

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA ................................................................................... 4

2.1 Marco teórico .................................................................................................... 4

2.1.1 Aprendizaje .............................................................................................. 4

viii

2.1.2 Proceso de aprendizaje ............................................................................ 4

2.1.3 Productos del aprendizaje ........................................................................ 5

2.1.4 Teoría ...................................................................................................... 5

2.1.5 Corriente instructivista .............................................................................. 5

2.1.6 Corriente constructivista ........................................................................... 6

2.1.7 Aportes de la tecnología en el aprendizaje ............................................... 6

2.1.8 Aprendizaje basado en juegos ................................................................. 7

2.1.9 Gamificación ............................................................................................ 7

2.1.10 Desarrollo de un entorno de gamificación .............................................. 7

2.1.11 Beneficios de la gamificación ................................................................. 8

2.1.12 Desafíos de la gamificación.................................................................... 8

2.1.13 Elementos del juego ............................................................................... 9

2.1.14 Unity 3D ................................................................................................. 9

2.1.15 Realidad virtual ...................................................................................... 9

2.1.16 Realidad no inmersiva .......................................................................... 10

2.1.17 Realidad virtual inmersiva .................................................................... 10

2.1.18 Cardboard app ..................................................................................... 10

2.1.19 Gafas VR ............................................................................................. 11

2.1.20 Giroscopio ............................................................................................ 11

2.1.21 Retroalimentación sensorial ................................................................. 11

2.1.22 Realidad virtual en educación .............................................................. 12

2.1.23 Asset .................................................................................................... 12

2.1.24 T-Student ............................................................................................. 12

2.1.25 Asset First Person Controller ................................................................ 12

2.1.26 Asset CardboardMain ........................................................................... 13

2.1.27 Juego serio .......................................................................................... 13

CAPÍTULO 3 .............................................................................................................. 14

ESTADO DEL ARTE .................................................................................................. 14

3.1 Antecedentes de la investigación ................................................................. 14

CAPÍTULO 4 .............................................................................................................. 29

METODOLOGÍA Y DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN ................................... 29

4.1 Metodología de la investigación .................................................................... 29

4.1.1 Método de la investigación ..................................................................... 29

4.1.2 Técnica de investigación ........................................................................ 29

ix

4.1.3 Diseño de investigación ......................................................................... 29

4.2 Descripción de la investigación .................................................................... 29

4.2.1 Estudio de caso...................................................................................... 29

4.2.2 Población ............................................................................................... 30

4.2.3 Muestra .................................................................................................. 30

4.3 Operacionalización de variables ................................................................... 30

4.3.1 Variable dependiente ............................................................................. 30

4.3.2 Variable independiente ........................................................................... 30

CAPÍTULO 5 .............................................................................................................. 32

DESARROLLO ........................................................................................................... 32

5.1. Consideraciones al curso de Personal Social ............................................. 32

5.2 Requerimientos .............................................................................................. 33

5.2.1 Requerimientos funcionales ................................................................... 33

5.2.2 Requerimientos no funcionales .............................................................. 33

5.3 Diagramas del modelo propuesto ................................................................. 34

5.3.1 Diagrama de clases ............................................................................... 34

5.3.2 Diagrama de casos de uso ..................................................................... 35

5.3.3 Diagrama de actividades ........................................................................ 35

5.3.4 Diagrama de despliegue ........................................................................ 36

5.3.5 Diagrama de componentes .................................................................... 37

5.3.6 Diagramas de secuencia ........................................................................ 38

5.4 Arquitectura del modelo ................................................................................ 40

5.4.1 Consideraciones generales .................................................................... 41

5.4.2 Desarrollo del modelo ............................................................................ 43

5.4.3 Configuración de objetos ........................................................................ 50

5.4.4 Funciones de assets .............................................................................. 53

5.4.5 Vinculación FPS y CardboardMain ......................................................... 56

5.4.6 Conexión Firebase-C# ........................................................................... 58

5.4.7 Exportación a dispositivo móvil .............................................................. 61

5.4.8 Configuración del mando bluetooth ........................................................ 66

5.4.9 Temática del modelo .............................................................................. 67

5.4.10 Guión del modelo ................................................................................. 67

5.4.11 Niveles propuestos ............................................................................... 67

5.4.12 Mecánica del modelo ........................................................................... 68

x

5.4.13 Inicio del modelo .................................................................................. 70

CAPÍTULO 6 .............................................................................................................. 73

PRUEBAS Y RESULTADOS ..................................................................................... 73

6.1 Resultados de los indicadores ...................................................................... 73

6.1.1 Indicador de eficiencia ............................................................................ 73

6.1.2 Indicador de efectividad ......................................................................... 74

6.1.3 Indicador de seguridad ........................................................................... 75

6.1.4 Indicador de satisfacción ........................................................................ 77

6.2 Pruebas de entrada y salida .......................................................................... 80

6.2.1 Proceso de pruebas ............................................................................... 80

6.2.2 Secuencia de pruebas de salida ............................................................ 81

6.2.3 Histogramas de preguntas ..................................................................... 84

6.2.4 Resultados de las pruebas de entrada y salida ...................................... 89

6.3 Análisis de los resultados ............................................................................. 91

6.3.1 Coeficiente de correlación para muestras relacionadas ......................... 95

6.3.2 Prueba T-Student ................................................................................... 96

CONCLUSIONES ....................................................................................................... 98

RECOMENDACIONES ............................................................................................... 99

ANEXOS .................................................................................................................. 100

GLOSARIO .............................................................................................................. 115

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 124

xi

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Modelo conceptual de componentes 3D en minecraft .......................................15

Figura 2: Modelo conceptual de gamificación en ambientes E-Learning. .........................16

Figura 3: Modelo conceptual de realidad aumentada .......................................................17

Figura 4: Modelo conceptual de software educativo área: geometría ...............................18

Figura 5: Modelo conceptual de aplicativo móvil área: física ............................................19

Figura 6: Modelo conceptual de realidad aumentada área: química ................................20

Figura 7: Modelo conceptual de afectos de software educativo .......................................21

Figura 8: Interfaz videojuego educativo-Unity ..................................................................22

Figura 9: Modelo conceptual de software educativo ........................................................23

Figura 10: Tipos de software educativo ...........................................................................24

Figura 11: Modelo conceptual de software educativo área: matemáticas .........................25

Figura 12: Modelo conceptual de software Winplot y Flash..............................................26

Figura 13: Escenario virtual .............................................................................................27

Figura 14: Interfaz de posibilidad de peso suficiente ........................................................27

Figura 15: Escenario virtual Titans of Space ....................................................................28

Figura 16: Equilibrio básico postto ...................................................................................28

Figura 17: Diagrama de clases ........................................................................................34

Figura 18: Diagrama de casos de uso .............................................................................35

Figura 19: Diagrama de actividades .................................................................................35

Figura 20: Diagrama de despliegue .................................................................................36

Figura 21: Diagrama de componentes .............................................................................37

Figura 22: Diagrama de secuencia I ................................................................................38

Figura 23: Diagrama de secuencia II ...............................................................................38

Figura 24: Diagrama de secuencia III ..............................................................................39

Figura 25: Diagrama de secuencia IV ..............................................................................39

Figura 26: Diagrama de secuencia V ...............................................................................40

xii

Figura 27: Arquitectura del modelo ..................................................................................40

Figura 28: Secuencia de pasos del desarrollo..................................................................44

Figura 29: Descargando Unity Hub ..................................................................................45

Figura 30: Descargando Unity 2.18.3 ...............................................................................45

Figura 31: Descargando los Standar Assets ....................................................................46

Figura 32: Folders del modelo propuesto .........................................................................46

Figura 33: Creación de componentes para el menú de inicio ...........................................47

Figura 34: Creación de componentes para el nivel 1 .......................................................48



Figura 37: Creación de componentes para el menú de fin del modelo .............................50

Figura 38: Arquitectura de la configuración de objetos .....................................................50

Figura 39: Configuración del componente DialogBubble ..................................................51

Figura 40: Configuración de scripts con el objeto Tiger ....................................................52

Figura 41: Añadiendo el script 'cambiarescena' ...............................................................53

Figura 42: Lista de funciones de Assets...........................................................................54

Figura 43: Pasos para vincular FPS con CardboardMain .................................................56

Figura 44: Secuencia de pasos para la conexión entre C# y Firebase .............................58

Figura 45: Importar FirebaseAuth ....................................................................................59

Figura 46: Creando proyecto en Firebase ........................................................................59

Figura 47: Importando el google-services-info.json ..........................................................60

Figura 48: Base de datos FireUnity ..................................................................................61

Figura 49: Secuencia de pasos para la exportación a dispositivo móvil ...........................62

Figura 50: Exportando SDK y JDK a Unity .......................................................................62

Figura 51: Escenas del modelo ........................................................................................63

Figura 52: Configurar Any Android Device .......................................................................64

Figura 53: Reconocimiento del dispositivo móvil ..............................................................65

xiii

Figura 54: Interfaz Unity Remote 5 ..................................................................................65

Figura 55: Configuraciones del mando VrBox ..................................................................66

Figura 56: Niveles propuestos .........................................................................................67

Figura 57: Fuentes de información ...................................................................................68

Figura 58: Preguntas de validación ..................................................................................69

Figura 59: Acceso al siguiente nivel .................................................................................69

Figura 60: Menú de inicio .................................................................................................70

Figura 61: Primer nivel: Representación de Macizo de Huascarán ..................................70

Figura 62: Segundo nivel: Representación de Puya Raimondi .........................................71

Figura 63: Tercer nivel: Representación de la Laguna de Llanganuco .............................71

Figura 64: Menú fin del juego ...........................................................................................72

Figura 65: ¿Cuánto tiempo requiere el jugador para lograr contestar adecuadamente una

pregunta de validación? ...................................................................................................73

Figura 66: ¿Cuánto tiempo requiere el jugador para terminar el nivel propuesto? ...........74

Figura 67: ¿Qué porcentaje de preguntas de validación el jugador contestó correctamente?

........................................................................................................................................75

Figura 68: ¿El jugador reportó problemas de seguridad en el mando VrBox? .................76

Figura 69: ¿El jugador reportó problemas de seguridad en el lente VrBox? .....................76

Figura 70: ¿En qué partes el modelo presenta problemas de software? ..........................77

Figura 71: ¿Satisfecho con el modelo de gamificación? ..................................................78

Figura 72: ¿Satisfecho con las características del modelo de gamificación? ...................78

Figura 73: ¿Cómo calificas la manipulación y visualización en 3D con el mando VrBox? 79

Figura 74: ¿Cómo fue el proceso de aprendizaje con el modelo? ....................................79

Figura 75: ¿Cómo calificas la utilidad del modelo de gamificación en cuanto al aprendizaje?

........................................................................................................................................80

Figura 76: Profesora Victoria Bernedo Ayala ...................................................................81

Figura 77: Institución educativa nacional Corazón de Jesús la Pampa Socabaya ...........81

xiv

Figura 78: Aula de innovación pedagógica ......................................................................82

Figura 79: Estudiantes del sexto grado de primaria .........................................................82

Figura 80: Explicación de realidad virtual .........................................................................83

Figura 81: Prueba del modelo ..........................................................................................83

Figura 82: Pregunta1- ¿Dónde se ubica el Macizo de Huascarán? ..................................84

Figura 83: Pregunta 2- ¿Cuál es la extensión total del Macizo de Huascarán? ................84

Figura 84: Pregunta 3- ¿El macizo de Huascarán es considerada la……montaña más alta

del Continente Americano? ..............................................................................................85

Figura 85: Pregunta 4- ¿Dónde se encuentra la Puya Raimondi? ...................................85

Figura 86: Pregunta 5- ¿Cuántos metros puede alcanzar la Puya Raimondi? .................86

Figura 87: Pregunta 6- ¿Cuántas flores produce la Puya Raimondi? ...............................86

Figura 88: Pregunta 7- ¿Dónde se encuentra la Laguna de Llanganuco?........................87

Figura 89: Pregunta 8- ¿Cuál es el tipo de clima que posee la Laguna de Llanganuco? .87

Figura 90: Pregunta 9- ¿Las Aguas de la Laguna de Llanganuco son de color…? ..........88

Figura 91: Pregunta10- ¿Qué especies de aves se encuentran en la Laguna de

Llanganuco? ....................................................................................................................88

xv

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Operacionalización de variables .........................................................................31

Tabla 2: Comparativa motores de videojuegos ................................................................42

Tabla 3: Resultados de pruebas de entrada y salida........................................................91

Tabla 4: Resumen de procesamiento de casos ...............................................................92

Tabla 5: Datos descriptivos ..............................................................................................93

Tabla 6: Pruebas de normalidad ......................................................................................94

Tabla 7: Estadísticos de muestras emparejadas ..............................................................94

Tabla 8: Coeficiente de correlación de Pearson ...............................................................95

Tabla 9: Prueba T-Student para muestras relacionadas ..................................................96

Tabla 10: Requisito funcional 001 .................................................................................. 100







Tabla 17: Requisito no funcional 001 ............................................................................. 104




Tabla 21: Caso de uso 001 ............................................................................................ 106

Tabla 22: Caso de uso 002 ............................................................................................ 107

Tabla 23: Caso de uso 003 ............................................................................................ 108

Tabla 24: Caso de uso 004 ............................................................................................ 108

Tabla 25: Caso de uso 005 ............................................................................................ 109

xvi

INTRODUCCIÓN

En la actualidad las diferentes estrategias y modalidades para el nivel de aprendizaje han

incursionado con nuevas tecnologías educativas. Es por esto, que actualmente existe una

serie de tecnologías interactivas cuya función principal es la de poder llegar a cualquier

persona alrededor del mundo, una de estas son los entornos 3D, desde hace unos cuantos

años atrás la educación ha sufrido una evolución debido a las necesidades emergentes [3].

Así mismo la posibilidad vincular los entornos 3D con la educación puede ser considerada

como una forma de ayuda a los estudiantes para reforzar conocimientos, esto con la

finalidad de que se minimice el porcentaje de alumnos desaprobados.

Además, dentro del uso concreto de aprendizaje y las prácticas, los Mundos Virtuales se

han empleado ampliamente en contextos de carácter científico, ya que consiguen

reproducir escenarios casi idénticos a los reales.

El campo de investigación del modelo propuesto es el de gamificación.

Debido a los altos índices de alumnos del nivel primario desaprobados se propone la

creación de un modelo de gamificación esto con el fin de mejorar el nivel de aprendizaje

en el curso de personal social.

xvii

Además, proponemos mejorar la experiencia de la realidad virtual llevando la inmersión a

la educación, nuestra propuesta al no ser la única mejora abrirá paso indirectamente a

nuevos trabajos de investigación, papers o temas de tesis.

El objetivo general de nuestro proyecto es el proponer un modelo de gamificación inmersiva

utilizando Unity 3D y VrBox para mejorar el proceso de aprendizaje caso: Personal Social.

Los objetivos específicos son: identificar las necesidades del docente a cargo del curso de

personal social a través de una técnica de recolección de información, desarrollar un

modelo de gamificación inmersiva para el curso de personal social en el nivel primario

usando Unity 3D y validar los resultados del modelo de gamificación inmersiva a través de

una prueba confiabilidad.

La delimitación temática es proponer un modelo gamificación, la delimitación espacial es

el sexto grado del colegio nacional Corazón de Jesús, La Pampa de Socabaya.

Nuestro modelo propuesto contribuye al campo de la gamificación ya que a diferencia de

los demás artículos científicos y de la bibliografía consultada proponemos enlazarla con la

inmersión.

Logramos aportar al campo de gamificación al vincular correctamente el Asset First Person

Controller y el CardboardMain, este último siendo una de las primeras versiones de los

Assets encargados de la realidad virtual.

El área de contribución que tocaremos es la de métodos innovadores debido a que

mejoraremos la experiencia del usuario haciendo que este pueda interactuar con el entorno

en el que se encuentra.

El capítulo 1 trata acerca de las generalidades del tema de tesis, como primer punto

tenemos la problemática, las preguntas de investigación, los objetivos, el alcance y la

justificación.

En el capítulo 2 tenemos la fundamentación teórica que incluye el marco teórico junto con

los conceptos más generales para que cualquier lector puede entender sin ningún

problema el modelo propuesto.

xviii

En el capítulo 3 tenemos el estado del arte el cual incluye los artículos científicos utilizados

como referencias para poder obtener el aporte o contribución.

En el capítulo 4 tenemos la metodología, desarrollo de la investigación, la población y la

operacionalización de variables con sus respectivos indicadores los cuales validaremos en

capítulos posteriores.

En el capítulo 5 tocamos la arquitectura, primero tenemos los requerimientos funcionales y

no funcionales seguidos del diagrama de clases, el diagrama de casos de uso, el diagrama

de componentes, el diagrama de despliegue y por último los diagramas de secuencia.

El capítulo 6 trata de las pruebas y resultados, aquí validamos los indicadores tratados en

capítulos pasados en la operacionalización de las variables, los indicadores a tratar son:

eficiencia, efectividad, seguridad y satisfacción.

Además, en este capítulo se presenta las pruebas de entrada y salida junto con la

comparación de estas, utilizando la T-Student para terminar usando el coeficiente de

correlación de Pearson.

1

CAPÍTULO 1

GENERALIDADES

1.1 Descripción de la realidad del problema

Actualmente existe un elevado número de alumnos desaprobados en el nivel primario

de la región de Arequipa, esto puede ser ocasionado debido a la metodología que

aplican los docentes a la hora de transmitir su conocimiento.

Hoy en día, las tecnologías y el aprendizaje han estado relacionados ya que, el aplicar

herramientas tecnológicas educativas en el dictado de clases puede llevar a reducir de

manera considerable el elevado número de alumnos desaprobados.

1.1.1 Pregunta principal de investigación

¿Cómo se puede mejorar el proceso de aprendizaje en los estudiantes de nivel

primario?

1.1.2 Preguntas específicas

- ¿Cómo se identificarán las necesidades del docente a cargo del curso de

Personal Social?

- ¿Con que motor de videojuegos se desarrollará el modelo de gamificación

inmersiva?

- ¿Cómo se validarán los resultados del modelo de gamificación inmersiva?

2

1.2 Objetivos de la investigación

1.2.1 Objetivo general

Proponer un Modelo de Gamificación Inmersiva utilizando Unity 3D y VrBox para

mejorar el proceso de aprendizaje caso: Personal Social.

1.2.2 Objetivos específicos

- Identificar las necesidades del docente a cargo del curso de personal social a

través de una técnica de recolección de información.

- Desarrollar un modelo de gamificación inmersiva para el curso de personal

social en el nivel primario usando Unity 3D.

- Validar los resultados del modelo de gamificación inmersiva a través de una

prueba de confiabilidad.

1.3 Justificación e importancia

1.3.1 Justificación académica

La presente investigación propone desarrollar un modelo de gamificación

inmersiva utilizando Unity 3D y VrBox para mejorar el proceso de aprendizaje en

el curso de personal social, llevando la inmersión al ámbito educativo, añadiendo

este valor extra en comparación a los otros temas de investigación o artículos

científicos incluidos en el estado del arte.

Esto podrá generar interés en los estudiantes, profesionales y especialistas de

la comunidad científica en los temas de gamificación y realidad virtual,

proponiendo nuevos modelos que darán inicio a futuras investigaciones.

También cabe la posibilidad de que el modelo propuesto pueda ser

implementado en otras instituciones educativas.

1.3.2 Justificación social

El desarrollar y aplicar el modelo propuesto en el nivel primario elevará el nivel

de educación de la institución ya que se reducirá considerablemente la cantidad

3

de alumnos desaprobados y esto llevará a mejorar el nivel sociocultural de los

estudiantes del distrito de Socabaya.

1.3.3 Justificación económica

El modelo propuesto ayudará a mejorar la calidad educativa de los estudiantes

del sexto grado, esto conllevará a disminuir la cantidad de alumnos que tengan

que repetir el año, de esta manera lograr disminuir los costos que conllevan ir a

un curso vacacional.

1.4 Alcances y limitaciones

1.4.1 Alcances

- El modelo propuesto será aplicado solo a los estudiantes del sexto grado de

Primaria del colegio nacional Corazón de Jesús, La Pampa Socabaya.

- El modelo se basará en el curso de personal social específicamente en tres

reservas nacionales que están dentro del Parque Nacional Huascarán las cuales

son: el Macizo de Huascarán, La Puya Raimondi y la Laguna de Llanganuco.

1.4.2 Limitaciones

- El modelo propuesto solo estará disponible para smartphones que cuenten con

giroscopio.

- Se usará las gafas VrBox como medio de visualización entre el entorno 3D y el

usuario.

- Se usará el mando VrBox como medio de interacción entre el entorno 3D y el

usuario.

- El modelo solo estará disponible para smartphones con sistema operativo

Android 6.0 en adelante.

4

CAPÍTULO 2

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

2.1 Marco teórico

2.1.1 Aprendizaje

El aprendizaje es una parte fundamental en la evolución del hombre, debido a

que este tiene la necesidad de adaptarse a las diferentes acciones tanto

intelectuales como del entorno.

Debido a esto el proceso de obtención de conocimiento se hace de

inconscientemente en los primeros años de la vida del hombre, una vez el

hombre crece, este adquiere una mayor importancia como por ejemplo a la hora

de poder aprender a escribir, aprender a leer, aprender a manejar una bicicleta,

entre otras tareas.

Obteniendo como reflejo una relación a nivel asociativo entre la respuesta que

se da a cierto estímulo. [1]

2.1.2 Proceso de aprendizaje

Los procesos de aprendizaje son las actividades que realizan los estudiantes

para conseguir el logro de los objetivos educativos que pretenden. Constituyen

una actividad individual, aunque se desarrolla en un contexto social y cultural,

que se produce a través de un proceso de interiorización en el que cada

5

estudiante concilia los nuevos conocimientos a sus estructuras cognitivas

previas. La construcción del conocimiento tiene dos vertientes: una vertiente

personal y otra social.

En general, para que se puedan realizar aprendizajes son necesarios tres

factores básicos:

1. Inteligencia.

2. Experiencia.

3. Motivación. [2]

2.1.3 Productos del aprendizaje

Los procesos de enseñanza y aprendizaje producen cambios en los esquemas

mentales que conllevan a mejorar la información verbal, las estrategias

cognitivas, las habilidades motrices, así como las actitudes, valores y normas.

[2]

2.1.4 Teoría

Conjunto organizado de ideas que explican un fenómeno, deducidas a partir de

la observación, la experiencia o el razonamiento lógico. [3]

2.1.5 Corriente instructivista

Tiene una visión repetitiva del aprendizaje. De acuerdo a esta corriente el

aprendizaje consiste en una acción aprendida o una determinada, para ello los

castigos y premios juegan un papel importante en el condicionamiento de los

individuos, por lo tanto, el usuario depende de factores externos para lograr su

aprendizaje.

Según Iván Pavlov el aprendizaje se basa en respuestas involuntarias a

estímulos externos.

Según Edward Thorndike el aprendizaje se basa en la obtención de premios que

motiven al sujeto para que estos realicen una acción esperada. [3]

6

2.1.6 Corriente constructivista

Tiene una visión activa donde el sujeto es el que construye su propio

conocimiento, a diferencia de los instruccionistas, los construccionistas

consideran que los estímulos externos no son tan importantes como la propia

motivación del estudiante.

El proceso de aprendizaje en el construccionismo es independiente, basado en

el crecimiento personal e individual y la actividad permanente del estudiante

como reconstructor del conocimiento.

Según la teoría Socio-Cultural de Vygotsky las condiciones de la familia y las

tradiciones culturales juegan un papel importantísimo en el aprendizaje.

Según la teoría del aprendizaje por descubrimiento de Jerome Bruner lo más

importante es saber cómo la gente aprende, cuáles son las influencias que

repercuten en este proceso, etc. Lo divide en 3 etapas las cuales son: activa,

icónica y simbólica.

Según la teoría de Gestalt el maestro trata de estimular a los alumnos a través

de contar un chiste, trabajar en equipo, cambiar de actividad, planear actividades

dinámicas o utilizar materiales visuales. Para que los alumnos respondan de

manera positiva a algún estímulo a través de la percepción.

Según la teoría de la conciencia se valoran procesos tales como la motivación,

las emociones y los sentimientos, como, por ejemplo: planear clases individuales

de acuerdo a la personalidad y el carácter de cada alumno.

Según la teoría cognitiva de Jean Piaget la adquisición del conocimiento es un

proceso continuo de autoconstrucción. Por ejemplo, ante una pregunta de un

alumno el docente no da respuestas, sino que contesta con otra pregunta para

que el estudiante encuentre lo que buscaba dentro de sí. [3]

2.1.7 Aportes de la tecnología en el aprendizaje

Entre los más destacados tenemos:

7

Programas de software tipo tutorial.

Programas como micro mundos o de realidad virtual, que refuerzan la zona de

desarrollo próximo.

Aprendizaje por descubrimiento con ayudas y apoyo de programas de

computadora, por ejemplo, simuladores. [3]

2.1.8 Aprendizaje basado en juegos

Son videojuegos que ya están creados y que se adecuan a las necesidades del

docente o a la necesidad de los estudiantes, este tipo de aprendizaje no

necesariamente puede ser digital.

Un claro ejemplo de este tipo de aprendizaje es el juego Angry Birds, debido a

que en este el usuario puede adquirir conocimientos del movimiento parabólico.

[4]

2.1.9 Gamificación

Es formular un proceso dándole la dirección de un videojuego lúdico, esto puede

ser llevado al ámbito de la enseñanza o transmisión de información, un

aprendizaje potenciado por un feedback constante, situaciones abiertas, reglas

básicas y fáciles de entender además de una serie de ventajas más propias de

los videojuegos lúdicos. [5]

2.1.10 Desarrollo de un entorno de gamificación

Recopilación de conocimientos: Esto va a depender de la rama de aplicación,

primero se determina la cantidad de objetos que formarán parte del entorno 3D

y su complejidad.

Diseño 3D: Cuando los objetos con los que se puede interactuar son llevados

a una realidad 3D.

Desarrollo de escenas: En esta fase, todos los modelados 3D antes de ser

llevadas a la realidad virtual son enlazados en los ambientes digitales.

8

Animación: En esta fase se crean animaciones propias de cada objeto 3D,

como por ejemplo el movimiento de un avión, el mover las aspas de un

helicóptero o el conducir una grúa.

Interacción y Sonido: Se añade sonido a la escena en sintonía con los objetos

que comparten entorno. Además, pueden establecer un vínculo entre el

sistema y el usuario, esto puede acoplar nuevos comportamientos en la

escena.

Desarrollo de la GUI: Integra la escena del modelo 3D, la interfaz junto con las

instrucciones a realizar para que de este modo se pueda guardar toda la

información que se lleva a cabo entre el usuario y el entorno. [1]

2.1.11 Beneficios de la gamificación

Algunos de los beneficios de la gamificación son:

1. Incrementar la motivación: Esta se describe como la capacidad de la

gamificación para estimular la conducta de los usuarios.

2. Proveer un ambiente seguro para aprender: Una experiencia de aprendizaje

gamificado anima a los usuarios a poder realizar nuevos retos, a arriesgar y

buscar soluciones no convencionales.

3. Favorecer retención del conocimiento: Los videojuegos proveen mayor

retención de aprendizaje debido a que estos llaman la atención de los

usuarios y de una manera indirecta refuerzan su retención del conocimiento.

[4]

2.1.12 Desafíos de la gamificación

Los desafíos más grandes de la gamificación son:

1. Ganar el interés de los estudiantes: Esta se debe a que los usuarios pueden

ver a la gamificación como un simple juego, y el docente a cargo tiene que

encargarse de que los usuarios sientan un beneficio real en su aprendizaje.

9

2. Gamificar sin desfallecer en el intento: Es un gran desafío debido a que esta

conlleva idear, planear, desarrollar e implementar una propuesta que puede

llevar una gran pérdida de tiempo y dinero si esta no termina ayudando a

mejorar el proceso de aprendizaje.

3. Conjuntar la gamificación y la evaluación: Se debe a la posibilidad de los

usuarios para perder el interés si el modelo de gamificación es muy complejo

y de poca naturalidad. [4]

2.1.13 Elementos del juego

Algunos de los elementos más importantes en un juego son:

Narrativa: Lleva a los usuarios a un contexto casi realista en el que sus acciones

pueden ser practicadas.

Libertad para elegir: Provee al usuario diferentes opciones a la hora de la toma

de decisiones, así como diferentes maneras de lograr las metas propuestas.

Libertad para equivocarse: Provee al usuario la posibilidad de equivocarse sin

que este se percate, con el fin de poder despertar su confianza y seguridad.

Reglas: Son acciones que limitan ciertas acciones de los usuarios, con el fin de

mantener las normas establecidas del videojuego. [4]

2.1.14 Unity 3D

Es un motor de videojuegos que consiste en crear juegos y experiencias

interactivas ya sea en plataformas 2D y 3D, por lo que se utilizan en Realidad

Virtual, Unity 3D posee diversos Assets disponibles en la Asset Store. [6]

2.1.15 Realidad virtual

Se le considera una representación de 3 dimensiones en la que la persona se

sumerge en un entorno 3D para sentir y percibir este último de manera casi

real.

10

Según el autor Ramírez, en su trabajo de investigación, describe la realidad

virtual como la “Representación casi total de un entorno real o irreal a través de

tecnologías incluyendo imágenes 3D”. [7]

2.1.16 Realidad no inmersiva

Se aplica este tipo de realidad cuando la persona que se sumerge a la

inmersión solo puede interactuar con la tecnología 3D usando un teclado y un

ratón. [1]

2.1.17 Realidad virtual inmersiva

Provee una visión completa, la cual se basa en crear y desarrollar dos o más

imágenes diferentes al entorno, cada imagen es usada y estas están separadas

por una distancia en promedio a la distancia entre los ojos del usuario.

Por lo que, hay muchas formas de llevar a cabo este tipo de realidad inmersiva,

una por ejemplo con los lentes LCD, con un trigger infrarrojo dentro de un cable

HMD. Debido a que dentro del entorno se emplean aparatos de entrada como

por ejemplo lentes, un mando, etc.

Los caminos en los cuales se puede interactuar están siendo cambiados por

tecnologías emergentes de interacción con el fin de suprimir las restricciones y

con esto comunicarse por medio de dispositivos naturales, como por ejemplo

la voz y los gestos incluyendo dispositivos de entrada naturales para el usuario.

[8]

2.1.18 Cardboard app

Consiste en una selección de experiencias en realidad virtual. Desde un paseo

en Google Street View hasta una demostración interactiva de las posibilidades

de esta herramienta, haciéndonos volar o describiendo los elementos que nos

rodean si los miramos. Desde la perspectiva didáctica podemos destacar los

entornos interactivos generados por ordenador que crean realidades inusuales

que catalizan la motivación del usuario desde la exploración. [9]

11

2.1.19 Gafas VR

Deben este nombre a lo que se conoce como realidad virtual (Virtual Reality) y

que podemos experimentar a través de estos cascos o gafas VR. Se trata de

crear un entorno generado por medio de la informática para que el usuario

tenga la sensación de estar inmerso en él. [10]

2.1.20 Giroscopio

Es un dispositivo que otorga al usuario la chance de conocer un ángulo en el

momento exacto, inclusive si este se encuentra estático o en movimiento, a

través de esto es posible calcular la posición del teléfono inteligente donde este

se encuentra.

Eran usados en aplicaciones de carácter militar debido a su gran peso y a su

enorme tamaño.

En la actualidad se hace uso de MEMS, una tecnología emergente a través del

cual las desventajas que esta posee como lo son el tamaño y el peso dejan de

ser un inconveniente, otorgándoles una gran variedad de usos como, por

ejemplo: aplicaciones para estabilizar entornos, como también el uso de la

tecnología ISN, siendo esta una de las aplicaciones para giroscopio más

importantes de la actualidad. [11]

2.1.21 Retroalimentación sensorial

La realidad virtual tiene una fuerte vinculación con los objetos 3D. Además,

tiene la capacidad de incorporar un feedback auditivo, ya que este incorpora

sonidos dentro de un lugar 3D.

Usar este tipo de herramientas demanda una fuerte inversión en el lado de la

creación del entorno de realidad virtual ya que este se ve con la necesidad de

implementar una interfaz poco agradable a los usuarios, además de usar

ordenadores con un alto nivel de velocidad en cuanto al procesamiento. [8]

12

2.1.22 Realidad virtual en educación

Significa un enorme desafío para los developers. Los docentes y los

estudiantes se ven involucrados casi en su totalidad para adaptarse a este

nuevo recurso de aprendizaje

Los docentes que son los que tienen una mayor experiencia a la hora de

transmitir conocimientos se les complica adaptarse al uso de nuevas

tecnologías, todo lo contrario, con los alumnos, ya que estos nacieron justo en

el apogeo de la era de la informática. [8]

2.1.23 Asset

Es la representación básica de cualquier objeto o ítem cuyo fin es el de ser

usado ya sean en videojuegos 2D como en 3D.

Pudiendo ser un archivo de audio, un modelo 3D, una imagen u objetos que

son soportados por Unity 3D como motor de videojuegos. [6]

2.1.24 T-Student

Es una distribución de probabilidad que surge al querer estimar el cambio de

dos muestras mayormente de dos eventos, uno realizado antes y otro realizado

después, esto con el fin de compararlos y demostrar si existe o no un cambio

significativo validando y negando las hipótesis h0 y h1.

Cuenta dos estándares para realizarlo con muestras relacionadas, una

distribución de T-Student para muestras pequeñas y otra para muestras

grandes. [12]

2.1.25 Asset First Person Controller

Asset encargado de darle movimiento al usuario en un entorno 3D realizado en

Unity 3D como motor de videojuegos.

Disponible en los Standar Assets ubicados en la Asset Store de Unity como

gratuito, junto al paquete de los assets convencionales. [6]

13

2.1.26 Asset CardboardMain

Encargado de dar la sensación de realidad virtual, dividiendo la pantalla del

dispositivo móvil en dos, esto con el fin de que existan dos interfaces que

interactúen entre sí, una para el ojo izquierdo y otra para el ojo derecho.

Es una versión antigua del Asset denominado GoogleVRSDK for Unity, con la

diferencia que este último es muy propenso a mostrar fallos o errores de

compatibilidad al momento de querer vincularlos con otros. [6]

2.1.27 Juego serio

Son videojuegos creados con el único fin de que un estudiante pueda adquirir

conocimiento sobre cualquier área o materia, como por ejemplo los juegos para

crear conciencia o los simuladores.

Debido a que su fin es que se pueda adquirir conocimiento en cierto tema en

concreto este es muy difícil de incorporar en una situación a aprendizaje. [4]

14

CAPÍTULO 3

ESTADO DEL ARTE

3.1 Antecedentes de la investigación

Según los autores J. L. Saorín, J. De la Torre Cantero, D. Norena Martín y C. Carbonel

Carrera, el plantear una aplicación puede ayudar a entender contenidos y crear

competencias de la materia de Ingeniería Gráfica.

Es por esto, que la competencia espacial se desarrolla a través de ejercicios de vista

normalizados. Los autores desarrollan competencias de los alumnos a través del

videojuego de Minecraft realizando ejercicios tradicionales de vistas normalizadas, que

incluyen elementos propios de la fabricación digital como impresoras 3D o scanner 3D

entre otras, para enlazar con el mundo de los videojuegos con la realidad tangible.

Los autores concluyeron, que de acuerdo con los resultados los alumnos piensan que

Minecraft es una buena herramienta para realizar ejercicios de vistas normalizadas y

modelar en 3D y que es más fácil el aprendizaje a través de videojuegos. [13]

15

Figura 1: Modelo conceptual de componentes 3D en minecraft

Elaboración Propia

Según los autores A. Torres Toukoumidis, L. Romero Rodríguez y A. M. Pérez

Rodríguez, el uso de conceptos lúdicos es necesario para mejorar el aprendizaje

educativo en el campo de E-learning.

Por lo que, al implementar estos modelos se garantiza mejorar la interacción del

usuario basados en parámetros vinculados en los videojuegos.

Este artículo valida dos modelos de dimensiones e indicadores de un estudio Delphi,

el tipo de investigación es cualitativa, debido a que los resultados que se obtuvieron

tomaron un periodo de 6 meses.

Es por esto, que los autores concluyeron que de acuerdo con el modelo planteado

crear un puente entre la teoría, la aplicabilidad y el modelo de Gamificación se adapta

a la enseñanza de E-Learning. [14]

.

A través A través

Implementan

A través

16

Elaboración Propia

Según el autor E. C. Vásquez Chahuara, el uso de realidad aumentada ayuda a

mejorar el nivel de aprendizaje.

El método utilizado por el autor fue de tipo aplicada, de diseño experimental a dos

grupos denominados grupo de control experimental, con una muestra conformada por

20 alumnos del curso de CTA por grupo, mediante la aplicación de una prueba de

entrada y salida, analizando los datos obtenidos mediante la T de student para

determinar las diferencias significativas existentes.

La conclusión a la que el autor llega es que su modelo de realidad aumentada mejora

significativamente el nivel de aprendizaje de los alumnos del segundo de secundaria,

.

Implementaron

Relacionados Relacionados

Concluyen Concluyen

Figura 2: Modelo conceptual de gamificación en ambientes E-Learning.

17

debido a que los dos grupos muestran condiciones finales diferentes, esto basado en

los datos obtenidos al usar la prueba de T-Student. [15]

Figura 3: Modelo conceptual de realidad aumentada

Según los autores M. P. Huamán, Calcina, Y. LLanos, Cruz, el uso de un software

educativo puede facilitar el acceso a la información de textos, imágenes virtuales y

videos educativos promoviendo una educación acorde a los avances en ciencia y

tecnología, temas muy importantes en la actualidad.

Aplicando la metodología de carácter cuasi experimental, de tipo aplicada a una

muestra conformada por los alumnos de las dos secciones del tercer grado de

secundaria de la I.E. Augusto Brouncle Acuña, los autores usaron herramientas para

obtener información como son las entrevistas, encuestas y cuestionarios, con esto se

llegó a demostrar que efectivamente existe una alta influencia del modelo educativo

en el área de Matemáticas afirmando que el 8,3% de los estudiantes del grupo control

[15]

18

y el 52% de estudiantes del grupo experimental han aprendido satisfactoriamente el

área de geometría haciendo uso del software educativo. [16]

Elaboración Propia

Según el autor A. G. Díaz Rosemberg, plantea la implementación de una. apk móvil

en el S.O Android, se puede lograr aumentar la motivación de los estudiantes a través

de tecnologías educativas.

Es por esto, que mediante el diseño de un juego educativo utilizando la plataforma

para el desarrollo de juegos más potente que existe actualmente como el caso de Unity

3D y aplicando temáticas del curso de física, los estudiantes complementan lo

aprendido en clase.

Objetivo

En el

Campo

Que

Validaron

Metodología

Figura 4: Modelo conceptual de software educativo área: geometría

19

Su investigación concluye que los estudiantes que hicieron uso de la aplicación se

adoptaron fácilmente a las diferentes interfaces, gracias al dominio de las nuevas

tecnologías y la flexibilidad de su aprendizaje. [17]

Elaboración Propia

Según los autores C. Merino, S. Pino, E. Meyer, J. M. Garrido, el aplicar realidad

aumentada es vital a la hora de entender ambientes reales de información en forma

digital.

Esto da a conocer una gama más amplia sobre la realidad aumentada que captan

nuestros sentidos, es por esto que los autores proponen la manipulación de los

formatos tridimensionales que permiten un mejor aprendizaje. [18]

Autor Sistema

Operativo Objetivo

Motor de

Videojuegos

Lograron

Junto con

Figura 5: Modelo conceptual de aplicativo móvil área: física

20

Elaboración Propia

Según los autores L. Rivas y C. Martínez, Paz, el aplicar su modelo educativo lleva a

que el estudiante pueda tener interacción con la herramienta justo en el momento que

este lo desee, además de permitirle tener modelos multisensoriales y cognitivos, esto

basado en la inclusión de textos, animaciones, sonidos, imágenes y videos:

tecnologías necesarias para que el usuario focalice su atención en los

comportamientos a adquirir. [19]

Autores

Modelo

Objetivo

Lograron

A través

Figura 6: Modelo conceptual de realidad aumentada área: química

21

Elaboración Propia

Según el autor M. Chunga, Nieto, el aplicar su modelo lleva a los estudiantes a mejorar

su nivel de aprendizaje esto basado en los resultados obtenidos sumado a la

participación de todos los involucrados. [20]

A través

Objetivo

En

A través

DE MANERA INDIRECTA

Figura 7: Modelo conceptual de afectos de software educativo

22

Según el autor J. Huayta Vásquez, el aplicar su modelo en la enseñanza trajo

resultados muy positivos además de no descuidar el enfoque inicial que se trazó.

Esto debe tener como respuesta que el uso de nuevas tecnologías efectivamente lleva

a mejorar el nivel de educación de los estudiantes, debido a esto el profesor a cargo

del curso de matemática será el encargado de llevar a la práctica el modelo educativo

adecuándolo a sus necesidades para el logro de las metas propuestas.

Utilizando ordenadores en su aula virtual ayudará a mejorar el aprendizaje de sus

estudiantes, ya que a este le fascina el uso de ordenadores a la hora de impartir sus

conocimientos, así como el realizar diferentes pruebas utilizando diferentes programas

electrónicos. [21]

Figura 8: Interfaz videojuego educativo-Unity [20]

23

Elaboración Propia

Según los autores E. Gutiérrez, Paredes y M. Farfán La Torre, el aplicar su software

educativo mejoró considerablemente el aprendizaje del curso de matemática, debido

a esto se afirma que la información obtenida por los estudiantes ha quedado reforzada

de forma gradual gracias a la inclusión del software Derive, además de proveer a los

estudiantes la posibilidad de usar varias soluciones a la hora de darle conclusión a sus

problemas.

Además, el software Derive permite a los alumnos realizar un menor esfuerzo y la

anulación del uso de cálculos para resolver sus problemas. [22]

Figura 9: Modelo conceptual de software educativo

24

Según la autora N. Ulloa, Gallardo, el implementar su modelo educativo influyó de

manera significativa en el proceso de aprender el área de matemáticas a los alumnos

de los colegios de Tambopata, esto con un nivel de aprobación del 95%.

El modelo educativo Cabri II, influye de manera positiva en el nivel de aprendizaje de

la geometría de los alumnos del cuarto año de los colegios puestos a prueba los cuales

son: Faustino Maldonado, Nuestra Señora de las Mercedes y Señor de los Milagros,

el promedio alcanzado por los alumnos fue de 14 a diferencia del promedio con el

modelo de enseñanza tradicional el cual es de 11. [23]

Figura 10: Tipos de software educativo [22]

25

Figura 11: Modelo conceptual de software educativo área: matemáticas

Elaboración Propia

Según los autores P. Hincho y F. Jara, concluyeron mejorar el nivel de aprendizaje en

el área de la trigonometría, esto validado con una nota de 14.55 a diferencia del 12.15,

nota que obtuvieron los estudiantes sin el uso del modelo educativo, debido a esto el

software Flash resultó un buen modelo de motivación a la hora de resolver ejercicios,

también se vieron influenciados debido a los movimientos de los objetos y texto. [24]

Autor

Objetivo

Curso

Delimitación

A través

Con

Con

26

Figura 12: Modelo conceptual de software Winplot y Flash

Elaboración Propia

Según el autor O. Murillo Espinoza, el implementar un aplicativo móvil ayuda de

manera considerable a mejorar el proceso de aprendizaje, el autor uso Unity como

motor de videojuegos.

Nombre

Objetivo

Curso

Delimitación

A través

Con

Con

Autor

27

Su aplicativo se basó en el caso: Cultura Tihuanacota, donde crea varias

representaciones de cerámicas de dicha cultura para así crear un museo con entorno

virtual. [1]

Según los autores Maldonado Rodríguez y Zamora Sánchez, el uso de la realidad

virtual puede mejorar considerablemente el proceso de aprendizaje tal como él lo

demostró en su tesis realizada en la ciudad de Ecatepec de México, aplicó su modelo

a estudiantes que militan en el tercer grado de primaria.

El autor cumplió su objetivo mejorando la calidad educativa con la propuesta de su

modelo al tener como complemento de las metodologías clásicas o tradicionales. [25]

Figura 13: Escenario virtual

Figura 14: Interfaz de posibilidad de peso suficiente

[1]

[25]

28

Según el autor López Martín, el uso de la realidad virtual puede llegar a ser un gran

recurso a la hora de mejorar el aprendizaje en las ciencias experimentales, además

recomienda ahondar en el tema de la realidad virtual debido al análisis previo que

realizó, el cual consta de mostrar las oportunidades, así como las amenazas, fortalezas

y terminando con las debilidades de dicho tema en su tabla de matriz F.O.D.A. [26]

Según el autor Fuertes S. el uso de realidad virtual ayuda de gran manera a la mejora

funcional del Sistema Propioceptivo debido a que la realidad virtual propone el

vincularse con un entorno 3D irreal, de esta manera puede llegar a ser muy útil al

momento de realizar fisioterapia, debido a que simularás y estimularás tus sentidos en

el entorno 3D creado por la realidad virtual, el autor realiza la T-Student para poder

realizar sus validaciones. [27]

Figura 15: Escenario virtual Titans of Space

Figura 16: Equilibrio básico postto

[26]

[27]

29

CAPÍTULO 4

METODOLOGÍA Y DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

4.1 Metodología de la investigación

4.1.1 Método de la investigación

El método del modelo propuesto es de tipo experimental debido a que este se

llevará a cabo en la institución educativa nacional Corazón de Jesús la Pampa

Socabaya.

4.1.2 Técnica de investigación

Se usará un Cuestionario para poder obtener los requerimientos del profesor a

cargo del curso de Personal Social para realizar un modelo más personalizado.

4.1.3 Diseño de investigación

Su diseño es experimental y su alcance es aplicativo debido a que además de

desarrollar el modelo, realizaremos pruebas de entrada y salida a través de un

test de usuario para finalmente usar la T-Student.

4.2 Descripción de la investigación

4.2.1 Estudio de caso

El escenario a realizar el presente proyecto es en la I.E. nacional Corazón de

Jesús, La Pampa Socabaya, específicamente los estudiantes que militan en el

sexto grado.

30

4.2.2 Población

La población es conformada por el total de alumnos que cursan el sexto grado

del colegio nacional Corazón de Jesús, debido a que en ellos se pueden tocar

temas no tan complejos en comparación de grados superiores.

4.2.3 Muestra

Se utilizará una muestra no probabilística debido a que nuestra población ya es

reducida al contar solo con 25 estudiantes y reducir aún más la población solo

traería resultados menos precisos al momento de realizar las pruebas y

validaciones.

También se toma toda la población como muestra debido a que con esto no

segmentamos los resultados ya que en una clase siempre existen estudiantes

que tienen conocimientos más altos que otros y restringir esto podría ser

perjudicial al momento de obtener resultados.

4.3 Operacionalización de variables

4.3.1 Variable dependiente

La variable dependiente es el proceso de aprendizaje debido a que esta mejorará

dependiendo de que tan bien este desarrollado el modelo propuesto.

4.3.2 Variable independiente

La variable independiente es el Modelo de Gamificación Inmersiva debido a que

esta no depende de ninguna otra para poder subsistir al contrario que la variable

dependiente.

Con esta información se procedió a realizar la operacionalización, identificando

las dimensiones de cada una de nuestras variables junto a sus respectivos

indicadores para poder validar en capítulos posteriores, a continuación, se

muestra la tabla con la operacionalización de variables.

31

Tabla 1: Operacionalización de variables

Elaboración Propia

En la siguiente Tabla N°1, se puede apreciar las dimensiones e indicadores de

cada una nuestras variables para posteriormente poder validarlas.

VARIABLE DIMENSIONES INDICADORES

De

pe

nd

ien

te

Proceso de aprendizaje

Eficacia Test al Usuario

Rendimiento de

aprendizaje

Pruebas de entrada

y salida

Ind

ep

en

die

nte

Modelo de Gamificación

Inmersiva

Eficiencia Test de Usuario

Efectividad Test de Usuario

Seguridad Test de Usuario

Satisfacción Test de Usuario

32

CAPÍTULO 5

DESARROLLO

5.1 Consideraciones al curso de Personal Social

El ministerio de educación provee 5 competencias pertenecientes al quinto ciclo que

abarca el quinto y sexto grado de primaria los cuales son:

1. Construye su propia identidad.

2. Convive y participa democráticamente en la búsqueda del bien común.

3. Construye interpretaciones históricas.

4. Gestiona responsablemente el espacio y el medio ambiente.

5. Gestiona responsablemente los recursos económicos.

El elegido debido a las recomendaciones de la experta es el de: Construye

interpretaciones Históricas debido a que esta tiene como descripción número 1:

Construye interpretaciones históricas en las que explica de manera general, procesos

históricos peruanos, empleando algunas categorías temporales.

El desempeño elegido es el número 2 el cual se titula: Elabora explicaciones sobre

hechos históricos.

Para el nivel de logro la profesora Victoria se basó en las calificaciones obtenidas en

las pruebas de entrada y las calificó con letras las cuales son: AD, A, B, C.

33

En cuanto al sílabo la docente utiliza los temas del libro titulado Personal Social

otorgado por el Ministerio de Educación, teniendo como detalles del tema las

siguientes secciones:

1. Sección 1: Estoy creciendo y cambiando.

2. Sección 2: La convivencia en la escuela.

3. Sección 3: Mi país está organizado.

4. Sección 4: Riquezas de nuestra Sierra y Amazonía.

5. Sección 5: Evitamos que las amenazas se vuelvan desastres.

6. Sección 6: Cuidemos nuestro patrimonio natural y cultural.

7. Sección 7: Perú del siglo XIX al siglo XX.

8. Sección 8: El Perú de los siglos XX y XXI.

El elegido fue la sección 6 titulado: Cuidemos nuestro patrimonio natural y cultural

debido a que en esta se encuentran los temas de reservas y parques nacionales.

5.2 Requerimientos

5.2.1 Requerimientos funcionales

- El modelo debe de mostrar el menú de inicio.

- El modelo debe de generar las fuentes de información.

- El modelo debe de mostrar las preguntas de validación.

- El modelo debe de permitir al usuario poder desplazarse en el entorno.

- El modelo debe permitir cambiar de nivel.

- El modelo debe de cerrar las fuentes de información.

- El modelo debe mostrar un menú de fin.

5.2.2 Requerimientos no funcionales

- El modelo debe ser fácil e intuitivo de usar debido a que los usuarios son niños

del nivel primario, como máximo 2 tabs para pasar cada nivel una vez

respondidas las preguntas de validación.

- El modelo debe ser implementado en C#.

34

- El modelo debe funcionar en Unity 3D versión 2.18.3.

- El modelo debe tener un tiempo máximo de carga del videojuego de 3

segundos.

5.3 Diagramas del modelo propuesto

5.3.1 Diagrama de clases

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°17, se muestra el diagrama de clases con sus

respectivas relaciones.

Figura 17: Diagrama de clases

35

5.3.2 Diagrama de casos de uso

Figura 18: Diagrama de casos de uso

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°18, se muestra el diagrama de casos de uso.

5.3.3 Diagrama de actividades

Elaboración Propia

Figura 19: Diagrama de actividades

36

En la siguiente Figura N°19, se muestra el diagrama de actividades con las

tareas que el usuario realizará.

5.3.4 Diagrama de despliegue

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°20, se muestra el diagrama de despliegue con la

interacción que tendrá los mandos y lente VrBox con la aplicación Unity Remote

5.

Figura 20: Diagrama de despliegue

37

5.3.5 Diagrama de componentes

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°21, se muestran los componentes que tendrá nuestro

modelo, resaltando como más importante el First Person Controller y los Standar

Assets los cuales estarán encargados de darle el funcionamiento al modelo.

Figura 21: Diagrama de componentes

38

5.3.6 Diagramas de secuencia

- Caso de uso iniciar partida

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°22, se muestra el diagrama de secuencia para el caso

de uso iniciar partida.

- Caso de uso leer información

Elaboración Propia


de uso leer información.

Figura 22: Diagrama de secuencia I

Figura 23: Diagrama de secuencia II

39

- Caso de uso explorar entorno

Figura 24: Diagrama de secuencia III

Elaboración Propia


de uso explorar entorno.

- Caso de uso cargar nivel

Figura 25: Diagrama de secuencia IV

Elaboración Propia


de uso cargar nivel.

40

- Caso de uso responder pregunta

Elaboración Propia


de uso responder pregunta.

5.4 Arquitectura del modelo

La arquitectura la dividimos en 13 fases, las cuáles serán los 13 subcapítulos que

tocaremos, como se aprecia en la siguiente imagen:

Figura 27: Arquitectura del modelo

Elaboración Propia

Figura 26: Diagrama de secuencia V

41

En la siguiente Figura N°27 se puede apreciar la arquitectura a usar en el modelo

propuesto.

5.4.1 Consideraciones generales

Las consideraciones del modelo propuesto fueron las siguientes:

Consideración 1: Para elegir Unity 3D como motor de videojuegos se realizó el

siguiente cuadro comparativo:

MOTORES DE VIDEOJUEGOS

CARACTERÍSTICAS Unity 3D Unreal Engine CryEngine

Última versión 2.19.2 4.20 5.4

Desarrollo Multiplataforma Multiplataforma Multiplataforma

Versiones Una de pago y

otra Free

Una de pago y

otra Free

Una de pago y

otra Free

Dificultad Fácil e Intuitiva Ligeramente

Complejo

Ligeramente

Complejo

Características

avanzadas

Versión de

pago

Versión Free Versión Free

Comercialización

-Sin licencia

-Sin pagar

porcentaje de

tus ingresos

-Licencia de

$99

-Pagar un 25%

de tus ingresos

-Sin licencia

-Pagar un 20%

de tus ingresos

Comunidad Alta Media Media

Potencia Alta Alta Alta

Funcionalidad

(Drag and Drop)

Mayormente Poca Poca

Lenguajes de

programación

C++, C#,

JavaScript

C++ C++, C#

42

(Creación de

Scripts)

Tabla 2: Comparativa motores de videojuegos

Elaboración Propia

En la siguiente Tabla N°2 se puede apreciar la comparativa de los 3 motores de

videojuegos más populares.

Al contar con una dificultad media y una alta comunidad en comparación de

Unreal Engine y CryEngine se procedió a elegir Unity 3D como motor de

videojuegos para desarrollar el modelo.

Consideración 2: Las texturas y materiales del nivel 1 correspondientes al

Mascizo de Huascarán son obtenidas del Asset MicroSplat, Asset gratuito

disponible en la Asset Store.

Consideración 3: Las texturas y materiales del nivel 2 correspondientes a la

Puya Raimondi son obtenidas del Asset FreeVegetation-LowPolyNature, Asset

gratuito disponible en la Asset Store.

Consideración 4: Las texturas y materiales del nivel 3 correspondientes a la

Laguna de Llanganuco son obtenidas de los Assets que vienen por defecto al

instalar Unity 3D.

Consideración 5: Se usaron las gafas VrBox debido a que son unas gafas de

realidad virtual relativamente baratas con un precio de 25 nuevos soles, esto con

el fin de minimizar los costos, además de tener un diseño más estético en

comparación de los Google Cardboard.

Consideración 6: El modelo no se exportó a una. apk debido a la integración

del Asset First Person Controller junto con el Asset CardboardMain, este último

siendo una versión más antigua del Asset GoogleVr SDK for Unity.

Consideración 7: La solución que se brindó al problema de no generar él. apk

fue el uso de la aplicación Unity Remote 5, con la cual pudimos visualizar el

43

modelo en un dispositivo móvil con la pequeña diferencia de tener que usar un

cable USB, pero esto no fue ningún problema a la hora de realizar las pruebas

del modelo debido a que los usuarios manejan el movimiento con el mando

VrBox.

Consideración 8: El material educativo utilizado fue el titulado ‘Personal Social

6 para Sexto Grado de Primaria’, desarrollado por el Señor Carlos Aburto como

director de la editorial del ministerio de educación.

Consideración 9: En el transcurso no intervino ninguna variable que mejore el

aprendizaje de los estudiantes por el motivo que ellos siguen el modelo de

enseñanza tradicional además que se tomó un error muestral de 5% en las

pruebas T-Student, con el fin de poder cubrir este punto.

Consideración 10: Se usó como dispositivo móvil un Samsung Galaxy S7 con

sistema operativo Android 6.0.1, debido a dos motivos, el primero es que este

celular cuenta con giroscopio, sensor indispensable para poder experimentar la

realidad virtual y la segunda es que cuenta con sistema operativo 6.0.1, sistema

operativo soportado por nuestro modelo al descargar el SDK 6.0

5.4.2 Desarrollo del modelo

De acuerdo a las respuestas obtenidas del docente en el cuestionario de

levantamiento de requerimientos se procedió a realizar el desarrollo en el curso

de personal social con el tema de parques nacionales, por último, el tema de la

propuesta fue el de realidad virtual, para más detalle ver los anexos.

Propuesta teoría de aprendizaje

De acuerdo a lo visto en el capítulo de marco teórico acerca de las teorías del

aprendizaje, elegiremos la teoría de Gestalt dentro de la corriente constructivista,

debido a que esta nos indica que los estímulos externos no son tan importantes

como la propia motivación del estudiante, bajo esta premisa nosotros tenemos

como objetivo hacer que los estudiantes se motiven solos haciendo uso de la

44

realidad virtual e inmersión para de esta manera potenciar uno de los 3 factores

para mejorar el proceso de aprendizaje.

A continuación, se mostrará la secuencia de pasos que se utilizó para poder

desarrollar el modelo, tal como se muestra a continuación:

Figura 28: Secuencia de pasos del desarrollo

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°28 se puede apreciar la secuencia de pasos a seguir

para poder desarrollar el modelo.

Seguidamente se procederá a detallar los 9 pasos a usar en la etapa de

desarrollo:

Paso 1: Se descargó Unity Hub de la página oficial de Unity, como se aprecia en

la siguiente figura:

45

En la siguiente Figura N° 29 se puede apreciar las opciones disponibles para

descargar Unity Hub.

Paso 2: Se descargó la versión más estable de Unity la cual es la 2.18.3, como

se aprecia en la siguiente figura:

Figura 29: Descargando Unity Hub

Figura 30: Descargando Unity 2.18.3

46

En la siguiente Figura N° 30 se puede apreciar las distintas versiones de Unity

3D disponibles en Unity Hub.

Paso 3: Se importó los Standar Assets desde la Asset Store, como aprecia en la

siguiente figura:

En la siguiente Figura N° 31 se puede apreciar el momento en el que importamos

los Standar Assets a nuestro proyecto creado en Unity, a través de la Asset

Store.

Paso 4: Se procedió a importar y crear algunos folders a utilizar en el modelo,

como se aprecia en la siguiente figura:

Figura 32: Folders del modelo propuesto

En la siguiente Figura N° 32 se puede apreciar los Folders creados dentro de

nuestro proyecto en Unity.

Figura 31: Descargando los Standar Assets

47

Paso 5: Se creará la escena 1 correspondiente al menú de inicio el cual

dispondrá de un plano además de un Canvas donde se colocará los objetos con

los que el usuario tendrá interacción, los cuales son: Tiger, Butterfly y el Zamurai

junto con las indicaciones y un botón para comenzar con la inmersión, como se

aprecia en la siguiente figura:

Figura 33: Creación de componentes para el menú de inicio

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N° 33 se puede apreciar la creación de los componentes

que se incluirán en la escena 1.

Paso 6: Se desarrollará la escena 2 correspondiente al nivel 1, en ella se creará

los elementos CardboardMain, Tiger, Butterfly, Directional Light, Zamurai,

Partículas, además del Asset MicroSplat encargado de brindarnos las texturas y

materiales a usar en este nivel, como se aprecia en la siguiente figura:

48

Figura 34: Creación de componentes para el nivel 1

Elaboración Propia



Paso 7: Se desarrollará la escena 3 correspondiente al nivel 2, en ella se creará

los elementos CardboardMain, Tiger, Butterfly, Directional Light, Zamurai,

Partículas, además del Asset FreeVegetation-LowPolyNature encargado de

brindarnos las texturas y materiales a usar en este nivel, como se aprecia en la

siguiente figura:


Elaboración Propia

49



Paso 8: Se creará la escena 4 correspondiente al nivel 3, en ella se creará los

elementos CardboardMain, Tiger, Butterfly, Directional Light, Zamurai,

Partículas, además del Asset predeterminado de Unity para las texturas y

materiales, como se aprecia en la siguiente figura:


Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°36 se puede apreciar la creación de los componentes


Paso 9: Se creará la escena 5 correspondiente al menú de fin del modelo, en

ella se creará un Canvas junto con los 3 objetos a interactuar y un botón para

regresar al menú de inicio para posteriormente realizar la prueba del modelo con

el siguiente estudiante.

50

Figura 37: Creación de componentes para el menú de fin del modelo

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°37 se puede apreciar la creación de los componentes

que se incluirán en el menú de fin.

5.4.3 Configuración de objetos

A continuación, se muestra la secuencia de pasos para poder configurar los 3

objetos más importantes del modelo, como se aprecia en la siguiente figura:

Figura 38: Arquitectura de la configuración de objetos

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°38 se puede apreciar los 3 pasos a seguir para poder

hacer la configuración de los 3 objetos más importantes dentro del modelo.

A continuación, se detallan los pasos a seguir:

51

Paso 1: Se añadió el componente DialogBubble en cada uno de los objetos

Butterfly, el cual nos permitirá poder introducir texto para que se muestre al

usuario en cada Tab que este realice, como se aprecia en la siguiente figura:

Figura 39: Configuración del componente DialogBubble

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°39 se puede apreciar el texto añadido en cada v-Bubble

que será la información mostrada por el objeto Butterfly.

Paso 2: Se añadió el componente Box-Collider, marcando la casilla ‘Is Trigger’

para que el usuario tenga interacción con el objeto Tiger al cual le añadiremos el

Script correspondiente por cada pregunta de validación, como se aprecia en la

siguiente figura:

52

Figura 40: Configuración de scripts con el objeto Tiger

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°40 se puede apreciar la habilitación del componente

Box-Collider además de la inclusión del script ‘pregunta3’ con la función de

mostrar el Canvas al usuario.

Paso 3: Se añadió el Script ‘cambiarescena’ en el objeto Zamurai con la finalidad

de redirigir al usuario al siguiente nivel, como se aprecia en la siguiente figura:

53

Figura 41: Añadiendo el script 'cambiarescena'

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°41 se puede apreciar la inclusión del Script

‘cambiarescena’ con la función de llevar al usuario al siguiente nivel dentro del

modelo propuesto.

5.4.4 Funciones de assets

A continuación, se muestra una lista detallada de las funciones de los Assets que

se utilizarán para desarrollar el modelo propuesto, como se aprecia en la

siguiente figura:

54

Figura 42: Lista de funciones de Assets

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N° 42 se puede apreciar la lista completa de todos los

assets a usar dentro del modelo.

A continuación, se detalla las funciones de los assets a utilizar:

1. CloudSystem

Encargado de desarrollar nubes en cada uno de los 3 niveles dentro del modelo

de gamificación.

2. Partículas

Encargado de dar unos detalles de partículas en el aire para con esto dar una

sensación mejor de inmersión al usuario.

3. Direccional Light:

Encargado de generar luz en todo el entorno donde el usuario se desplace en

cada uno de los 3 niveles.

4. Standar assets

Assets esenciales de los cuales se tomó el First Person Controller dentro del

paquete Character, Enviroment para las texturas y los materiales de los terrenos,

55

Skybox para poder implementar un cielo, Effects para los efectos, Fonts para el

tipo de letra y Editor para poder crear una Laguna.

5. Cardboard

Asset necesario para poder dar al juego la sensación de realidad virtual ya que

esta divide la pantalla del dispositivo móvil para que el usuario pueda ver una

parte con su ojo izquierdo y la otra con su ojo derecho.

6. Character pack

Asset de donde se obtuvo el objeto Zamurai, este objeto tiene la función de hacer

que el usuario pueda pasar al siguiente nivel dentro del modelo de gamificación.

7. Firebase

Asset para poder hacer la conexión con la base de datos Firebase Realtime

Database.

8. GruffyAnimatedButterfly

Asset con el objeto Buterfly. Encargado de brindar información al usuario para

que posteriormente este pueda responder las preguntas de validación.

9. Tiger

Asset con el objeto Tiger encargado de que el usuario pueda responder a las

preguntas de validación para posteriormente pasar al siguiente nivel dirigiéndose

al objeto Zamurai.

10. MicroSplat:

Asset con algunas texturas y materiales a utilizar específicamente en el nivel 1

del modelo que pertenece al Mascizo de Huascarán.

11. Folder Scenes

Carpeta creada para poder guardar las escenas a utilizar y posteriormente poder

incluirlas a todas al momento de exportarlas a Unity Remote 5.

56

12. Folder Scripts:

Scripts necesarios para darle funcionalidad al juego con las preguntas de

validación, la conexión a la base datos, etc.

13. SimpleCloudSystem by RM:

Asset para poder crear y simular nubes incluidas en los 3 niveles del modelo de

gamificación propuesto.

14. FreeVegetation-LowPolyNature:

Asset con algunas texturas, árboles, y materiales a utilizar específicamente en el

nivel 2 del modelo que pertenece a la Puya Raimondi.

15. Skybox

Encargado de desarrollar y dar la sensación de un cielo para con esto mejorar la

inmersión del usuario al entrar en contacto con el modelo de gamificación.

5.4.5 Vinculación FPS y CardboardMain

Para poder vincular correctamente el Asset FirstPersonController y el

CardboardMain se procedió a seguir los 9 pasos que se muestran en la siguiente

figura:

Figura 43: Pasos para vincular FPS con CardboardMain

Elaboración Propia

57

En la siguiente Figura N°43 se muestra la secuencia de pasos a seguir para

poder vincular exitosamente los dos assets más importantes para poder

desarrollar el modelo los cuales son: el FPS y el CardboardMain.


Paso 1: Se procedió a agregar el CardboardMain, Asset encargado de dar la

sensación de realidad virtual.

Paso 2: Luego se agregó el FPS, Asset encargado de poder desplazarse en el

entorno a través del mando bluetooth.

Paso 3: Seguidamente se eliminó el MainCamera dentro del Asset de

FirstPersonController, debido a que solo puede haber una camera por escena

creada dentro de Unity.

Paso 4: Después se agregó el FirstPersonController debajo de CardboardMain

esto con el fin de realizar la vinculación.

Paso 5: A continuación, se colocó todas las cámaras debajo de

FirstPersonController esto con el fin de que la cámara siga los movimientos del

FPS.

Paso 6: Luego se desactivó el MouseLook dentro del Asset

FirstPersonController debido a que el usuario se podrá desplazar dentro del

entorno mediante el mando VrBox.

Paso 7: Seguidamente se agregó el Script CardboardHead dentro del

FirstPersonController.

Paso 8: A continuación, se desactivó el TrackPosition dentro del CardboardHead

previamente agregado dentro del Asset FirstPersonController.

Paso 9: Finalmente se eliminó la carpeta Head de la jerarquía del FPS, pero sin

eliminar los elementos que esta incluye.

58

Una vez realizado esta configuración ya se tendrá vinculado ambos assets, ya

solo quedaría configurar Assets menores que no son tan complejos como el de

base de datos que se mostrará en el siguiente capítulo.

5.4.6 Conexión Firebase - C#

Para poder hacer la conexión entre Firebase y nuestro proyecto en Unity se

procedió a seguir los 8 pasos que se muestran en la siguiente figura:

Figura 44: Secuencia de pasos para la conexión entre C# y Firebase

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°44 se puede apreciar la secuencia de pasos para poder

hacer la conexión entre nuestra base de datos creada en Firebase y nuestro

proyecto en Unity implementado en C#.


Paso 1: Se descargó el paquete el SDK para Unity desde la página de Firebase.

59

Paso 2: Se procede a importar el paquete FIrebaseAuth.Unity que se encuentra

en la carpeta dotnet2 dentro del SDK de Unity, como se puede apreciar en la

siguiente figura:

Figura 45: Importar FirebaseAuth

En la siguiente Figura N° 45 se puede apreciar la inclusión de FirebaseAuth,

componente necesario para hacer la conexión con Firebase.

Paso 3: Se creará un proyecto de Android en Firebase, como se aprecia en la

siguiente figura:

Figura 46: Creando proyecto en Firebase

60

En la siguiente Figura N° 46 se puede apreciar la interfaz al momento de crear

un proyecto en Firebase.

Paso 4: Se procede a importar el archivo con nombre “google-services-

info.json”, archivo que Firebase nos brindará una vez creemos un proyecto en

Firebase, como se aprecia en la siguiente figura:

Figura 47: Importando el google-services-info.json

En la siguiente Figura N° 47 se puede apreciar la inclusión google-services-

info.json a nuestro proyecto en Unity.

Paso 5: Crearemos la base de datos con nombre FireUnity dentro del proyecto

creado en Firebase.

Paso 6: Procederemos a importar la librería: Bunifu.framework.fibrease la cual

nos permitirá hacer la conexión entre Unity y C#.

61

Paso 7: Luego importaremos la librería: newtonsoft.josn.linq, la cual nos

permitirá poder llevar los datos obtenidos en C# a nuestra base de datos creada

en Firebase, esto gracias el método JObject.

Paso 8: Se creará una colección de usuarios, dentro de esta colección se

dispondrá de 25 documentos que son los 25 usuarios que se pondrán a prueba

dentro del modelo de gamificación inmersiva, los campos a utilizar son nombre,

calificación y grado, como se aprecia en la siguiente figura:

Figura 48: Base de datos FireUnity

En la siguiente Figura N° 48 se puede apreciar la colección creada en Firebase

para poder almacenar las puntuaciones adquiridas por los estudiantes.

5.4.7 Exportación a dispositivo móvil

Para poder exportar el modelo a un dispositivo móvil se procedió a seguir los 5

pasos que se muestran en la siguiente figura:

62

Figura 49: Secuencia de pasos para la exportación a dispositivo móvil

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°49 se puede apreciar los pasos a realizar para poder

exportar de manera exitosa nuestro proyecto creado en Unity a un dispositivo

móvil.


Paso 1: En primer lugar y con el fin de exportar el juego a un dispositivo móvil,

se procedió a descargar el JDK 1.8.0 y el SDK 6.0.

Luego se tendrá que colocar en Preferences- External Tools, seguidamente lo

guardaremos, tal como se aprecia en la figura:

Figura 50: Exportando SDK y JDK a Unity

En la siguiente Figura N° 50 se puede apreciar la inclusión del SDK y JDK a

nuestro proyecto en Unity.

63

Paso 2: Nos dirigiremos a File-BuildSettings y colocaremos las 5 escenas

creadas, las 3 de los escenarios y las otras 2 del menú, tal como se aprecia en

la figura:

Figura 51: Escenas del modelo

En la siguiente Figura N° 51 se puede apreciar la inclusión de las 5 escenas

propuestas con la función de que al momento de compilar sigan el orden

deseado.

Paso 3: Nos dirigiremos a Edit- Project Settings – Editor, para poder configurar

el Any Android Device y nuestro dispositivo móvil pueda ser reconocido, tal como

se aprecia en la figura:

64

Figura 52: Configurar Any Android Device

En la siguiente Figura N°52 se puede apreciar los pasos para configurar el Any

Android Device.

Paso 4: En cuarto lugar, nos dirigimos a Any Android Device, luego conectemos

nuestro celular a la laptop a través de un Cable USB y finalmente descargaremos

Unity Remote 5 a nuestro celular.

65

En la siguiente Figura N°53 se puede apreciar la configuración realizada para

que nuestro modelo pueda ser visualizado en un dispositivo móvil.

Paso 5: Ejecutamos la aplicación Unity Remote 5, para posteriormente compilar

nuestro proyecto en Unity, una vez hecho esto ya se podrá visualizar el modelo

en nuestro dispositivo móvil, tal como se aprecia en la figura:

Figura 53: Reconocimiento del dispositivo móvil

Figura 54: Interfaz Unity Remote 5

66

En la siguiente Figura N°54 se puede apreciar la interfaz de la aplicación Unity

Remote 5 a la espera de poder compilar nuestro proyecto en Unity para que se

vea reflejado en nuestro dispositivo móvil.

5.4.8 Configuración del mando bluetooth

Para que el usuario pueda recorrer el entorno 3D se procedió a seguir las 2

configuraciones que se muestran en la siguiente figura:

Figura 55: Configuraciones del mando VrBox

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°55 se puede apreciar las dos configuraciones más

importantes realizadas para poder configurar nuestro mando VrBox.

A continuación, se detallan las configuraciones a seguir:

Configuración 1: Primero colocaremos las pilas de tipo triple A, luego se

procede a encender el mando bluetooth a continuación se activa el bluetooth del

celular para que pueda reconocerlo con el nombre de VrBox, después se

procederá a presionar la combinación @+D para que de esta manera este

configurado en modo de reconocimiento de juego.

Configuración 2: Finalmente se presiona @+b para poder configurar el Joystick

en modo Gamepad, con esto el mando ya estaría listo para ser usado.

67

5.4.9 Temática del modelo

Se plantea aumentar los conocimientos de los estudiantes en 3 zonas que se

ubican en el parque nacional de Huascarán, a través de un primer objeto que se

encargará de transmitir las fuentes de información y otro el cual es el encargado

de poder verificar las preguntas de validación.

5.4.10 Guión del modelo

El modelo de Gamificación es una representación del Parque Nacional de

Huascarán, específicamente de 3 zonas que se encuentran en el parque las

cuales son: El Macizo de Huascarán, Puya Raimondi y la Laguna de

Llanganuco; que serán los 3 niveles con los que contará el modelo de

gamificación.

5.4.11 Niveles propuestos

Las características de cada uno de los 3 niveles son las siguientes:

Figura 56: Niveles propuestos

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°56 se puede apreciar los 3 niveles propuesto seguidos

de la representación del entorno y terminando con las características de cada

uno.

68

1. El nivel 1, será la representación del Mascizo de Huascarán el cual contará

con 3 fuentes de información y 3 preguntas de validación ubicadas en

diferentes partes del entorno.

2. El nivel 2, será la representación de Puya Raimondi el cual contará con 6

fuentes de información y 3 preguntas de validación ubicadas en diferentes

partes del entorno.

3. El nivel 3, será la representación de la Laguna de Llanganuco el cual contará

con 9 fuentes de información y 4 preguntas de validación ubicadas en

diferentes partes del entorno.

5.4.12 Mecánica del modelo

La mecánica del modelo de Gamificación se basa en obtener datos a través de

las fuentes de información que se encuentran ubicados en diferentes partes del

modelo propuesto.

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°57, se puede observar el objeto Butterfly el cual está

encargado de brindar información al usuario para el nivel 1.

Figura 57: Fuentes de información

69

Una vez obtenidas las fuentes de información el usuario podrá ir a los puntos

de las preguntas de validación para poder responderlas adecuadamente.

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°58, se muestra al objeto Tiger el cual es el encargado

de que el usuario puede responder a las preguntas de validación para el nivel.

Finalmente, el usuario deberá redirigirse al objeto “Zamurai” para poder

acceder al siguiente nivel.

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°59, se observa al objeto Zamurai, el cual es el

encargado de llevar al usuario al siguiente nivel.

Figura 58: Preguntas de validación

Figura 59: Acceso al siguiente nivel

70

5.4.13 Inicio del modelo

Después de seguir los pasos de desarrollo expuestos en capítulos pasados

comenzaremos con la compilación de nuestro proyecto en Unity 3D, este se

verá reflejado en el móvil a través de Unity Remote 5. Primero mostrará un

pequeño menú el cual brindará al usuario las indicaciones para poder pasar a

los niveles propuestos, dicho menú es el siguiente:

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°60, se puede apreciar el Menú de Inicio al momento

de iniciar la inmersión dentro del modelo de Gamificación.

Seguidamente al momento de pulsar en el botón “Comenzar el Juego” el

modelo nos redireccionará al primer nivel el cual es la representación del

Macizo de Huascarán, un lugar que pertenece al Parque Nacional Huascarán.

Elaboración Propia

Figura 60: Menú de inicio

Figura 61: Primer nivel: Representación de Macizo de Huascarán

71

En la siguiente Figura N°61, se puede apreciar el primer nivel propuesto el cual

es la representación del Macizo de Huascarán.

Una vez el usuario se dirija al punto de acceso para poder ir al segundo nivel

se cambiará automáticamente al nivel 2, el cual es la representación de Puya

Raimondi.

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°62, se puede apreciar el segundo Nivel Propuesto el

cual es la representación del Puya Raimondi.

Seguidamente el usuario se dirigirá al punto de acceso, este lo redireccionará

automáticamente al nivel 3 el cual es la representación de la Laguna de

Llanganuco.

Elaboración Propia

Figura 62: Segundo nivel: Representación de Puya Raimondi

Figura 63: Tercer nivel: Representación de la Laguna de Llanganuco

72

En la siguiente Figura N°63, se puede apreciar el tercer nivel propuesto el cual

es la representación de la Laguna de Llanganuco.

Finalmente tenemos el menú de fin de juego.

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°64, se puede apreciar la escena de fin de juego, una

vez el usuario termine los 3 niveles propuestos del modelo de gamificación.

Figura 64: Menú fin del juego

73

CAPÍTULO 6

PRUEBAS Y RESULTADOS

6.1 Resultados de los indicadores

Según la operacionalización de variables tenemos las dimensiones de Eficiencia,

Efectividad, Seguridad y Satisfacción, estas fueron medidas a través de un Test de

Usuario a los 25 estudiantes de la I.E. Nacional Corazón de Jesús, del sexto grado de

primaria, a continuación, se muestran los resultados correspondientes.

6.1.1 Indicador de eficiencia

El indicador de eficiencia se medirá haciendo el uso de histogramas con

preguntas de opción múltiple a través de un test de usuario, las cuales se

presentan en los resultados de las siguientes gráficas.

Elaboración Propia

0

5

10

15

20

2 MINUTOS 5 MINUTOS 8 MINUTOS

18

4 3

Número de Usuarios

usuarios

usuarios usuarios

Figura 65: ¿Cuánto tiempo requiere el jugador para lograr contestar adecuadamente una pregunta de validación?

74

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

15 MINUTOS 25 MINUTOS 35 MINUTOS 45 MINUTOS

20

5

0 0

Número de Usuarios

usuarios

Figura 66: ¿Cuánto tiempo requiere el jugador para terminar el nivel propuesto?

En la siguiente Figura N°65, se puede apreciar que 18 de los 25 estudiantes

toman un tiempo promedio de 2 minutos para responder adecuadamente una

pregunta de validación.

Elaboración Propia


toman un tiempo promedio de 15 minutos para terminar el nivel propuesto.

6.1.2 Indicador de efectividad

El indicador de Efectividad se medirá haciendo el uso de histogramas con



usuarios

usuarios

usuarios

75

Elaboración Propia


representan el 80% de preguntas de validación contestadas correctamente.

6.1.3 Indicador de seguridad

El indicador de Seguridad se medirá haciendo el uso de histogramas con



0

5

10

15

20

25

20 PORCIENTO 70 PORCIENTO 60 PORCIENTO 80 PORCIENTO

01

3

21

Número de Usuarios

usuarios

usuarios

usuario

Figura 67: ¿Qué porcentaje de preguntas de validación el jugador contestó correctamente?

usuarios

76

Figura 68: ¿El jugador reportó problemas de seguridad en el mando VrBox?

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°68, se muestra que, del total de estudiantes, el 100%

no presentó ninguna dificultad o reportó un problema de seguridad con el mando

VrBox.

Figura 69: ¿El jugador reportó problemas de seguridad en el lente VrBox?

Elaboración Propia

0

5

10

15

20

25

NO SI

Número de Usuarios

0

5

10

15

20

25

NO SI

Número de Usuarios

25 usuarios

0 usuarios

0 usuarios

25 usuarios

77

0

5

10

15

20

25

NO MUESTRA MENSAJE DE

INFORMACIÓN

NO GUARDA LA RESPUESTA A PREGUNTA DE VALIDACIÓN

PROBLEMAS CON EL ENTORNO 3D

NINGUNO

Número de Usuarios

Figura 70: ¿En qué partes el modelo presenta problemas de software?

En la siguiente Figura N°69 se puede observar que el total de estudiantes no

presentó ningún problema de seguridad en el lente VrBox al momento de usar el

modelo.

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°70, se aprecia que ningún usuario presento problemas

de software mientras interactuaban con el entorno.

6.1.4 Indicador de satisfacción

Para medir el grado de Satisfacción de los estudiantes del sexto grado de

primaria se dan los siguientes resultados después de aplicar el modelo

propuesto.

25

0 0 0

usuarios

usuarios usuarios usuarios

78

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°71, se puede observar que el 100% de los estudiantes

del sexto grado de primaria están muy satisfechos con el Modelo de Gamificación

Inmersiva después de su aplicación.

Elaboración Propia

0

5

10

15

20

25

MUY SATISFECHO SATISFECHO INSATISFECHO

Número de Usuarios

0

5

10

15

20

25

MUY SATISFECHO SATISFECHO INSATISFECHO

Número de Usuarios

25

0

25

0 0

usuarios

usuarios

Figura 71: ¿Satisfecho con el modelo de gamificación?

Figura 72: ¿Satisfecho con las características del modelo de gamificación?

0 usuarios usuarios

usuarios usuarios

79

0

5

10

15

20

25

MUY BUENO BUENO REGULAR

25

0 0

Número de Usuarios

Figura 74: ¿Cómo fue el proceso de aprendizaje con el modelo?

En la siguiente Figura N°72, se aprecia que el 100% de los estudiantes del sexto

grado de primaria están muy satisfechos con las características que presenta el

modelo propuesto.

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°73, se puede apreciar que el total de estudiantes calificó

de Muy Bueno al modelo de Gamificación Inmersiva, esto quiere decir que les

gusto la interacción y visualización en del entorno 3D.

Elaboración Propia

0

5

10

15

20

25


Número de Usuarios

25

0 0

usuarios

usuarios

Figura 73: ¿Cómo calificas la manipulación y visualización en 3D con el mando VrBox?

usuarios usuarios

usuarios usuarios

80


calificó de Muy Bueno el proceso de aprendizaje con el Modelo de Gamificación

Inmersiva con Unity 3D y VrBox. Esto quiere decir que el modelo propuesto es

eficaz.

Elaboración Propia


del sexto grado de primaria, califica de Muy Bueno la utilidad del modelo.

6.2 Pruebas de entrada y salida

Las pruebas de entrada las realizó la profesora Victoria mientras que las pruebas de

salida las realizamos nosotros mediante el modelo propuesto.

6.2.1 Proceso de pruebas

Se realizaron dos visitas, la primera se basó en coordinar las preguntas de las

pruebas de entrada y salida, y la visita final se realizó el día 25 de marzo del

2019 donde se realizaron las pruebas del test de usuario, así como las preguntas

de validación a cada estudiante teniendo una duración aproximada de 3 a 4

horas. Las pruebas se realizaron individualmente a cada estudiante.

0

5

10

15

20

25


Número de Usuarios

25 usuarios

Figura 75: ¿Cómo calificas la utilidad del modelo de gamificación en cuanto al aprendizaje?

0 usuarios 0 usuarios

81

6.2.2 Secuencia de pruebas de salida

Con el fin de comparar los resultados de las pruebas de entrada y salida se

siguieron los siguientes pasos:

Primero se procedió a dialogar con la profesora Victoria Bernedo Ayala para

coordinar las preguntas que serán utilizadas en las pruebas de entrada y salida

a validar con la T-Student en capítulos posteriores.

En la siguiente Figura N°76 se puede apreciar a Edú Fernández junto con la

profesora Victoria a espera de coordinar las preguntas de validación realizadas

En la segunda visita nos dirigimos a la institución educativa Corazón de Jesús la

pampa Socabaya, como se puede apreciar en la siguiente imagen.

REGISTRO FOTOGRAFICO

FOTO N°03: ESTUDIANTES DE LA I.E CORAZON DE JESUS

FOTO N°01 : INSTITUCION EDUCATIVA

CORAZON DE JESUS , LA PAMPA SOCABAYA

FOTO N°02: AULA DE INNOVACION

PEDAGOGICA

FOTO N°04: ESTUDIANTES DE LA I.E. CORAZON DE

JESUS INICIO DE APLICAR EL SOFTWARE EDUCATIVO

FOTO N°05: APLICACIÓN DEL SOFTWARE

EDUCATIVO

FOTO N°07: TESISTA EN LA APLICACIÓN

DEL SOFTWARE EDUCATIVO

FOTO N° 08: DESARROLLO DEL SOFTWARE EDUCATIVO CON LOS

ESTUDIANTES DE LA I.E.

FOTO N°06: ESTUDIANTES DE LA I.E. EN LA PRUEBA

DE SOFTWARE EDUCATIVO


Figura 76: Profesora Victoria Bernedo Ayala

Figura 77: Institución educativa nacional Corazón de Jesús la Pampa Socabaya

82

En la siguiente Figura N°77 se puede apreciar a Edú Fernández en la llegada a

la institución educativa Corazón de Jesús.

Posteriormente se procedió a dirigirse al aula de innovación pedagógica ubicada

en el primer piso de la institución a la espera de los estudiantes del sexto grado

de primaria.

En la siguiente Figura N°78 se puede apreciar a Edú Fernández en la llegada al

aula de innovación pedagógica de la institución.

Seguidamente llegaron los alumnos del sexto grado junto al profesor de cómputo

el señor Reymundo Huahuatico Espinoza.

En la siguiente Figura N°79 se puede apreciar al Señor Huahuatico junto con los

estudiantes del sexto grado.






PEDAGOGICA








PEDAGOGICA



Figura 78: Aula de innovación pedagógica

Figura 79: Estudiantes del sexto grado de primaria

83

Luego se procedió a darles una pequeña introducción acerca de nuestra

propuesta donde se les explicó de la mejor manera posible temas como realidad

virtual e inmersión, debido a que estos temas son totalmente nuevos para los

estudiantes.

Figura 80: Explicación de realidad virtual

En la siguiente Figura N° 80 se puede apreciar a los estudiantes recibiendo la

introducción de temas de realidad virtual a cargo de Edú Fernández.

A continuación, se realizaron las pruebas de salida a cada uno de los 25

estudiantes que cursan el sexto grado de primaria.

Figura 81: Prueba del modelo

En la siguiente Figura N° 81 se puede apreciar a un estudiante puesto a prueba

en el modelo de gamificación.






PEDAGOGICA



FOTO N°05: APLICACIÓN DEL SOFTWARE

EDUCATIVO

FOTO N°07: TESISTA EN LA APLICACIÓN

DEL SOFTWARE EDUCATIVO

FOTO N° 08: DESARROLLO DEL SOFTWARE EDUCATIVO CON LOS

ESTUDIANTES DE LA I.E.

FOTO N°06: ESTUDIANTES DE LA I.E. EN LA PRUEBA

DE SOFTWARE EDUCATIVO


84

6.2.3 Histogramas de preguntas

Elaboración Propia

En la siguiente Figura N°82, se puede apreciar que 19 usuarios respondieron

correctamente a la primera pregunta, mientras que los 6 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia

Elaboración Propia

0

2

4

6

8

10

12

14

16

22 205 PIES 21 657 PIES 20 145 PIES 24 760 PIES

N° usuarios

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

DEPARTAMENTO DE ANCASH

DEPARTAMENTO DE AREQUIPA

DEPARTAMENTO DE LIMA

DEPARTAMENTO DE APURIMAC

N° usuarios

19 usuarios

2 usuarios 1 usuario

3 usuarios

15 usuarios

5 usuarios


Figura 82: Pregunta1- ¿Dónde se ubica el Macizo de Huascarán?

Figura 83: Pregunta 2- ¿Cuál es la extensión total del Macizo de Huascarán?

85


correctamente a la segunda pregunta, mientras que los 10 restantes

respondieron erróneamente.

Elaboración Propia


correctamente a la tercera pregunta, mientras que los 17 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia

0

2

4

6

8

10

12

14

PROVINCIA DE HUARAZ

PROVINCIA DE HUANCAVELICA

PROVINCIA DE AYACUCHO

PROVINCIA DE LIMA

N° usuarios

0

1

2

3

4

5

6

7

8

PRIMERA SEGUNDA TERCERA QUINTA

N° usuarios

6 usuarios

3 usuarios


14 usuarios


1 usuarios

Figura 84: Pregunta 3- ¿El macizo de Huascarán es considerada la……montaña más alta del Continente Americano?

Figura 85: Pregunta 4- ¿Dónde se encuentra la Puya Raimondi?

86


correctamente a la cuarta pregunta, mientras que los 11 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia


correctamente a la quinta pregunta, mientras que los 10 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia

0

2

4

6

8

10

12

14

16

10 METROS 12 METROS 15 METROS 16 METROS

N° usuarios

0

2

4

6

8

10

12

5000 - 8000 2000 - 3000 1000 - 2000 500 - 1000

N° usuarios

3 usuarios

15 usuarios


11 usuarios

10 usuarios

4 usuarios

0 usuarios

Figura 86: Pregunta 5- ¿Cuántos metros puede alcanzar la Puya Raimondi?

Figura 87: Pregunta 6- ¿Cuántas flores produce la Puya Raimondi?

87


correctamente a la sexta pregunta, mientras que los 14 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia


correctamente a la séptima pregunta, mientras que los 10 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia

02468

10121416

PARQUE NACIONAL DE

HUARAZ

PARQUE DE LAS AGUAS

RESERVA NACIONAL DE

PACAYA SAMIRIA

PARQUE NACIONAL DEL

MANU

N° usuarios

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

TROPICAL HUMEDO SECO ARIDO

N° usuarios

15 usuarios


7 usuarios

20 usuarios

2 usuarios 1 usuario 2 usuarios

Figura 88: Pregunta 7- ¿Dónde se encuentra la Laguna de Llanganuco?

Figura 89: Pregunta 8- ¿Cuál es el tipo de clima que posee la Laguna de Llanganuco?

88

En la siguiente Figura N°89 se puede apreciar que 20 usuarios respondieron

correctamente a la octava pregunta, mientras que los 5 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia


correctamente a la novena pregunta, mientras que los 12 restantes respondieron

erróneamente.

Elaboración Propia

0

5

10

15

PATOS Y PALOMAS GARZAS Y FLAMENCOS

PELICANOS Y GANZOS

PAPAGALLOS Y LOROS

N° usuarios

0

2

4

6

8

10

12

14

VERDES TURQUESAS AZULES PLOMAS

N° usuarios

5 usuarios

13 usuarios

7 usuarios

0 usuarios

7 usuarios

15 usuarios


Figura 90: Pregunta 9- ¿Las Aguas de la Laguna de Llanganuco son de color…?

Figura 91: Pregunta10- ¿Qué especies de aves se encuentran en la Laguna de Llanganuco?

89


correctamente a la décima pregunta, mientras que los 10 restantes respondieron

erróneamente.

6.2.4 Resultados de las pruebas de entrada y salida

Una vez obtenidos los datos después de implementar el modelo propuesto se

esperaron los resultados de la profesora Victoria, esto con el fin de poder realizar

la comparación de muestras relacionadas a través de la T-Student para

finalmente comprobar si el modelo tuvo un gran impacto en mejora de la calidad

educativa.

Estudiante Nota_antes Nota_despues

Rafael Alejandro

Apaza Condo

8 15

Sandhy Erika

Ayala Gutiérrez

7 15

Verónica Caira

Suesaca

10 16

Luis Fernando

Canahua Denos

11 13

Rick Cayllahua

Rivera

10 15

María Belén

Calachuca

Mendoza

12 14

Logan Junior

Chire Arias

14 16

90

Daniel

Choquemamani

Chambrilla

10 15

Américo Ricardo

Condori Chura

11 17

Estefani Susa

Flores Mamani

10 16

Ruth Sarai

Gutiérrez

Gutiérrez

10 14

Cristhian

Huamani Huillca

12 14

Fausto Santiago

Loaiza Castellano

13 14

Alexander Jesús

Mamani Huisa

12 15

Yedy Melody

Rosa Manzano

Ángulo

8 12

Grau Misael

Maynaza Morites

7 15

Emma Esthefany

Nina Atamari

10 16

José Alberto

Ponce Parillo

10 16

91

José Luis

Quecaño Chisi

11 13

Stefani Karol

Quispe López

12 18

Miguel Fernando

Rojas Esteban

10 15

Brenda Deiri Suia

Cari

12 16

Jimena Griselda

Sucapura

Villacorta

12 15

Oliver Antonio

Griverio Valencia

12 16

Joe Anderson

Valdeiglesias

Aguilar

10 15

Tabla 3: Resultados de pruebas de entrada y salida

En la siguiente Tabla N°3 se aprecia los resultados obtenidos a través de las

pruebas de salida, así como los resultados de las pruebas de entrada entregados

por la profesora Victoria.

6.3 Análisis de los resultados

En cuanto al análisis de los resultados se usó el programa SPSS en su versión 25,

llevamos a cabo un análisis de datos descriptivos, colocando los resultados obtenidos

durante las pruebas de entrada y salida almacenadas en la base de datos.

Se usó un nivel de confianza de 95% y un error muestral de 5% para cubrir la inclusión

de otra variable en el transcurso de la implementación del modelo.

92

En la siguiente Tabla N°4 se puede apreciar el número total de estudiantes el cual es

de 25, además del porcentaje que es 100%, indicando que no hay datos perdidos.

Descriptivos

Estadístico Desv.

Error

Nota_antes Media 10,56 ,352

95% de intervalo de

confianza para la

media

Límite

inferior

9,83

Límite

superior

11,29

Media recortada al 5% 10,58

Mediana 10,00

Varianza 3,090

Desv. Desviación 1,758

Mínimo 7

Máximo 14

Rango 7

Resumen de procesamiento de casos

Casos

Válido Perdidos Total

N Porcent

aje

N Porcent

aje

N Porcent

aje

Nota _antes 25 100,0% 0 0,0% 25 100,0%

Nota _después 25 100,0% 0 0,0% 25 100,0%

Tabla 4: Resumen de procesamiento de casos

93

Rango intercuartil 2

Asimetría -,408 ,464

Curtosis ,025 ,902

Nota_despu

es

Media 15,04 ,261

95% de intervalo de

confianza para la

media

Límite

inferior

14,50

Límite

superior

15,58

Media recortada al 5% 15,04

Mediana 15,00

Varianza 1,707

Desv. Desviación 1,306

Mínimo 12

Máximo 18

Rango 6

Rango intercuartil 2

Asimetría -,201 ,464

Curtosis ,668 ,902

Tabla 5: Datos descriptivos

En la siguiente Tabla N°5 se puede apreciar datos estadísticos obtenidos a través de

la prueba de normalidad.

Se procederá a usar la prueba de Shapiro Wilk para medir la normalidad obtenida

previamente debido a que nuestra muestra es de menos de 30 individuos.

94

Pruebas de normalidad

Kolmogórov-Smirnov Shapiro-Wilk

Estad

ístico

Gl Sig. Estadísti

co

Gl Sig.

Nota_antes ,215 25 ,004 ,921 25 ,043

Nota_despues ,208 25 ,007 ,940 25 ,149

Tabla 6: Pruebas de normalidad

En la siguiente Tabla N°6 se puede apreciar los datos estadísticos de las pruebas de

Kolmogórov-Smirnov, así como la de Shapiro-Wilk además de datos secundarios

adicionales.

Para comprobar que nuestra muestra proviene de una distribución normal se procedió

a comparar las significancias de las pruebas de Shapiro-Wilk, en caso de que las

significancias sean menores al error muestral se validarán los datos de la distribución.

Efectivamente 0.043 y 0.149 son menores a 0.05 por lo que se concluye que los datos

obtenidos en las pruebas de entrada y salida provienen de una distribución normal.

En la siguiente Tabla N°7 se puede apreciar el promedio de notas antes y después de

usar el modelo de gamificación propuesto.

Estadísticas de muestras emparejadas

Media N Desv.

Desviación

Desv. Error

promedio

Par

1

Nota_antes 10,56 25 1,758 ,352

Nota_despues 15,04 25 1,306 ,261

Tabla 7: Estadísticos de muestras emparejadas

95

6.3.1 Coeficiente de correlación para muestras relacionadas

Se usó el coeficiente de correlación de Pearson debido a que esta es una

relación paramétrica a diferencia de las correlaciones de Kendall y de Spearman

que son no paramétricas, obteniendo los siguientes resultados:

Tabla 8: Coeficiente de correlación de Pearson

En la siguiente Tabla N°8 se puede apreciar el coeficiente de correlación de

Pearson, seguido de la significancia bilateral de las notas antes y después de

aplicar el modelo.

Debido a que la significancia bilateral es menor a 0.05 que es nuestro error

muestral, se procede a concluir que el coeficiente de correlación de Pearson es

positivo, a mayor calificación en el examen de entrada habrá una mayor

calificación en el examen de salida.

Ya que las pruebas de salida las aplicamos después de que la profesora aplicara

las pruebas de entrada, tomaremos el coeficiente de correlación de Pearson y lo

multiplicaremos por 3 para finalmente restarlo al promedio de las notas después

de aplicar el modelo.

Correlaciones

Nota_ant

es

Nota_desp

ues

Nota_antes Correlación de

Pearson

1 ,189

Sig. (bilateral) ,000

N 25 25

Nota_despu

es

Correlación de

Pearson

,189 1

Sig. (bilateral) ,000

N 25 25

96

6.3.2 Prueba T-Student

Se usó la prueba T-student para poder realizar la comparativa de las muestras

antes y después de usar el modelo.

En la siguiente Tabla N°9 se puede apreciar la prueba T-Student con la

significancia bilateral, esta al ser menor que el error muestral se procederá a

concluir lo siguiente:

Existe una diferencia significativa en los promedios de notas de los estudiantes

antes y después de usar el modelo. Por lo cual se concluye que el modelo si

tiene efectos positivos y significativos en mejorar el proceso de aprendizaje en el

curso de Personal Social.

De hecho, el promedio aumentó de 10.56 a 15.04, sin embargo, el aplicar las

pruebas de salida después que las de entrada condicionó el resultado de estas

últimas debido a que está, en cierta medida puede ser tomada como un

reforzamiento.

Tomamos el tiempo multiplicándolo por el coeficiente de correlación de Pearson

obteniendo 0.567.

Finalmente restaremos este valor al promedio de notas después de aplicar el

modelo obteniendo 14.473.

Tabla 9: Prueba T-Student para muestras relacionadas

97

Aun así, el promedio de las notas obtenidas después de aplicar el modelo sigue

siendo superior por lo que se concluye que se logró una mejora en la calidad

educativa.

98

CONCLUSIONES

Primera: Se propuso un modelo de gamificación inmersiva, concluyendo que este

incidió positivamente en mejora del proceso de aprendizaje del curso de

personal social ya que los estudiantes asimilaron los saberes transmitidos

con ayuda de la motivación impuesta al usar tecnologías educativas.

Segunda: Se identificó las necesidades del docente a cargo del curso de personal

social usando un cuestionario, logrando afirmar que este último ayudó a

que el modelo este dirigido a los temas de interés del docente.

Tercera: Se desarrolló un modelo de gamificación inmersiva para el curso de

Personal Social utilizando Unity 3D, ayudando a solventar los problemas

que tuvimos a lo largo del desarrollo del modelo, debido a las ventajas

mencionadas en las consideraciones generales, resaltando como más

importante la alta comunidad con la que Unity 3D cuenta.

Cuarta: Se validaron los resultados del modelo de gamificación utilizando la T-

student como prueba de confiabilidad, tomando en cuenta el coeficiente de

correlación de Pearson, logrando afirmar que el modelo si tuvo un impacto

positivo en mejora de la calidad educativa.

99

RECOMENDACIONES

Primera: Utilizar assets de pago para poder representar agua en Unity 3D, debido a

que esto generó ciertos problemas de incompatibilidad.

Segunda: Utilizar el Asset GoogleVR SDK for Unity en lugar del CardboardMain

debido a que con este último no se podrá exportar el modelo a una apk.

Tercera: Mantener la versión de Unity 3D 2018.3 durante todo el desarrollo del

modelo debido a que pueden existir problemas de incompatibilidad con los

Assets integrados.

Cuarta: Realizar un marco de trabajo al inicio de desarrollar el modelo en Unity 3D.

Quinta: Crear un panel dentro de los Canvas debido a que con esto podrás llamar

a objetos de interfaz desde el mismo panel.

100

ANEXOS

RF-001 El modelo debe de mostrar el menú de inicio.

Versión 1.0-01/12/2018.

Dependencias Ninguno.

Descripción El modelo debe mostrar el menú de inicio con las indicaciones para

que el usuario acceda a los niveles posteriores.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.

Comentarios Ninguno.

Tabla 10: Requisito funcional 001

RF-002 El modelo debe de generar las fuentes de información.

Versión 1.0-01/12/2018


Descripción El modelo debe mostrar las fuentes de información para que el

usuario pueda responder de manera adecuada a las preguntas de

validación.

Importancia Media.

Prioridad Media.

101

Estado Finalizado.



RF-003 El modelo debe de mostrar las preguntas de validación.

Versión 1.0-01/12/2018.


Descripción El modelo debe mostrar las 4 opciones para cada pregunta de

validación en los 3 niveles propuestos.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.



RF-004 El modelo debe de permitir al usuario poder desplazarse en el

entorno.

Versión 1.0-01/12/2018.


Descripción El modelo debe permitir desplazar al usuario por el entorno 3D en

cada uno de los 3 niveles propuestos.

102

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.



RF-005 El modelo debe permitir cambiar de nivel.

Versión 1.0-01/12/2018.


Descripción El modelo debe de cambiar el nivel, cuando el usuario se dirija al

objeto indicado.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.



RF-006 El modelo debe de cerrar las fuentes de información.

Versión 1.0-01/12/2018.


103

Descripción El modelo debe dejar de mostrar las fuentes de información

después de que el usuario realice 4 tabs al objeto indicado.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.



RF-007 El modelo debe mostrar un menú de fin.

Versión 1.0-01/12/2018.


Descripción El modelo dispondrá de un menú de fin con un botón para que

posteriormente otro usuario pueda comenzar su inmersión.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.



104

RNF-001 El modelo debe ser fácil e intuitivo de usar debido a que los usuarios

son niños del nivel primario, como máximo 2 tabs para pasar cada

nivel una vez respondidas las preguntas de validación.

Versión 1.0-01/12/2018.

Dependencias El modelo debe tener una interfaz amigable debido a que los

usuarios serán niños de nivel primario.

Descripción • El modelo debe ser sencillo y de fácil uso para el usuario final.

• El modelo deberá disponer de máximo 2 tabs para pasar al

siguiente nivel.

Importancia Media.

Prioridad Media.

Estado Finalizado.


Tabla 17: Requisito no funcional 001

RNF-002 El modelo debe ser implementado en C#.

Versión 1.0-01/12/2018.


Descripción El modelo estará desarrollado en el lenguaje de programación C#.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

105

Estado Finalizado.



RNF-003 El modelo debe funcionar en Unity 3D versión 2.18.3.

Versión 1.0-01/12/2018.

Dependencias El modelo tendrá todos los paquetes necesarios e instalados para

su implementación.

Descripción • El modelo deberá ser realizado en Unity 3D en su versión más

estable la cual es la 2.18.3.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.



RNF-004 El modelo debe tener un tiempo máximo de carga del videojuego de

3 segundos.

Versión 1.0-01/12/2018.


106

Descripción El modelo debe de ser eficaz tomando como máximo 3 segundos

para que el usuario pueda pasar al siguiente nivel.

Importancia Alta.

Prioridad Alta.

Estado Finalizado.



CU-001 Iniciar partida.

Versión 1.0-01/12/2018.

Actores Usuario.

Dependencias Configuración mando VrBox.

Configuración lente VrBox.

Precondición El usuario debe contar con los mandos y el lente VrBox.

Flujo principal 1. El usuario solicita comenzar una nueva partida.

2. El modelo carga el primer nivel.

3. El modelo muestra la pantalla del primer nivel y espera a

que el usuario realice un movimiento.

Postcondición El modelo debe estar iniciado.

Tabla 21: Caso de uso 001

107

CU-002 Explorar entorno.

Versión 1.0-01/12/2018.

Actores Usuario.

Dependencias Se debe de iniciar con la inmersión.

Precondición EL usuario deberá de estar en el nivel 1 correspondiente al

Mascizo de Huascarán.

Flujo principal 1. El usuario solicita realizar un movimiento.

2. El modelo comprueba que el movimiento es válido y lo

realiza

3. El modelo muestra la pantalla del juego con la posición

actual del usuario.



CU-003 Cargar nivel.

Versión 1.0-01/12/2018.

Actores Usuario.


Precondición El usuario deberá estar en los 3 niveles propuestos.

Flujo principal 1. El usuario solicita acceder al siguiente nivel.

2. El modelo comprueba que el usuario accedió al objeto

108

correcto.

3. El modelo muestra el siguiente nivel al usuario.



CU-004 Leer Información.

Versión 1.0-01/12/2018.

Actores Usuario.


Precondición EL usuario deberá encontrarse en cualquiera de las 3

escenas propuestas.

Flujo principal 1. El usuario solicita acceder a las fuentes de información.

2. El modelo verifica que el usuario accedió al objeto

correcto.

3. El modelo muestra los 5 paneles al usuario.

Postcondición El usuario deberá dirigirse al objeto Tiger para poder

responder a las preguntas de validación.


CU-005 Responder Preguntas.

Versión 1.0-01/12/2018.

109

Actores Usuario.


Precondición EL usuario deberá leer las fuentes de información del objeto

Butterfly.

Flujo principal 1. El usuario solicita acceder a las opciones a elegir dentro

de las preguntas de validación.

2. El modelo verifica que el usuario se dirigió al objeto

correcto.

3. El modelo muestra las 4 opciones a elegir dentro de cada

pregunta de validación.

Postcondición El usuario deberá dirigirse al objeto Zamurai para poder

terminar con la inmersión.


110

Anexo 1: Solicitud inicial para realizar la propuesta

111

Anexo 2: Credencial de validez para el modelo propuesto

112

Anexo 3: Examen de entrada Rafael Alejandro Apaza Condo- parte 1

113

Anexo 4: Examen de entrada Rafael Alejandro Apaza Condo - parte 2

114

Anexo 5: Examen de entrada Stefani Karol Quispe López- parte 1

115

Anexo 6: Examen de entrada Stefani Karol Quispe López- parte 2

116

Anexo 7: Registro de evaluación de los aprendizajes para el sexto grado

117

Anexo 8: Registro de evaluación cantidad de alumnos sexto de primaria

118

Anexo 9: Registro de evaluación- lista de alumnos del sexto grado

119

Anexo 10: Cuestionario de levantamiento de requerimientos Profesora Victoria Bernedo Ayala- parte 1

120

Anexo 11: Cuestionario de levantamiento de requerimientos Profesora Victoria Bernedo Ayala- parte 2

121

Anexo 12: Test de usuario Rafael Alejandro Apaza Condo- parte 1

122

Anexo 13: Test de usuario Rafael Alejandro Apaza Condo- parte 2

123

GLOSARIO

Aprendizaje: El aprendizaje es una parte fundamental en la evolución del hombre,

debido a que este tiene la necesidad de adaptarse a las diferentes

acciones tanto intelectuales como del entorno. [1]

Gamificación: Es un tipo de aprendizaje que transpone la mecánica de los juegos

al ámbito educativo-profesional con el fin de conseguir mejores

resultados. [28]

Realidad Virtual: Su característica principal se basa en que el usuario se encuentra

incorporado en el interior de un entorno gráfico tridimensional

computarizado. [29]

Inmersión: Es la acción de introducir al usuario en un entorno de realidad virtual.

[30]

VrBox. Plataforma para poder visualizar las aplicaciones basadas en

realidad virtual. [31]

Unity 3D: Es un motor de videojuegos en el cual se puede desarrollar juegos

2D como 3D, con la principal ventaja de exportarlos a Android y IOS.

[32]

C#: Es un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado por

Microsoft como parte de su plataforma .NET. [33]

124

BIBLIOGRAFÍA

[1] O. F. M. Espinoza, Aplicación móvil de realidad virtual inmersiva con cardboard como apoyo al aprendizaje sobre la Cultura Tihuanacota, LA PAZ: Universidad de La Paz, 2015.

[2] P. Márques, Concepciones sobre el aprendizaje, UAB, 1999.

[3] F. Virginia y T. Isabel, Teorías del aprendizaje, 2015.

[4] T. d. M. Monterrey, EduTrends Gamificación, Monterrey, 2016.

[5] H. K. S. Reyes, Sistema visual de competencias para una prueba piloto de gamificación en el aprendizaje del diseño, Montemorelos, 2015.

[6] Unity, Documentación de Unity, U.E, 2019.

[7] R. Pérez, Realidad Virtual como una herramienta de aprendizaje integral, Zacatepec, 2011.

[8] V. I. E. Barzola, Diseño e Implementación de un juego Matemático con disparos en 3D y Análisis de los Dispositivos con interacción de 2D y 3D, Guayaquil, 2010.

[9] J. F. D. Medina, TIC actualizadas para una nueva docencia universitaria, España, 2016.

[10] J. Pérez, Que són y para qué sirven las gafas VR, España, 2017.

[11] D. F. P. Espín, Diseño y construcción de una plataforma didáctica para medir ángulos de inclinación usando sensores inerciales como acelerómetro y giroscopio, Quito, 2010.

[12] R. Q. Joel, Desarrollo de Software estadístico para la escuela profesional de ingeniería estadística e informática - Puno 2015, Puno, 2015.

125

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